У 1979 році в Харківському інституті радіоелектроніки (ХІРЕ) (нині Харківський національний університет радіоелектроніки (ХНУРЕ)) на факультеті електронної техніки (ЕТ) почалася підготовка до відкриття нової в колишньому Радянському Союзі спеціальності медико-технічного напрямку «Електронна медична апаратура» (ЕМА).

   У 1982 році після узгоджень з Міністерствами освіти УРСР та СССР вперше в Україні була відкрита спеціальність  «Електронна медична апаратура» (ЕМА) на кафедрі технічної електроніки (завідувач професор І.П. Огороднійчук) факультету Електронної техніки ХІРЕ. Перший набор відбувся у 1982 році. На 25 держбюджетних місць претендувало 93 абітурієнти і до академічної групи увійшли найкращі — лише золоті медалісти, що свідчило про зацікавленість та високу потрібність у цій новій спеціальності. Таким чином, в цей період ХІРЕ входить у першу п’ятірку вищих навчальних закладів колишнього СРСР, які почали здійснювати підготовку за цією спеціальністю.

    У 1989 році в ХІРЕ спеціальність  «Електронна медична апаратура» (ЕМА) трансформувалась у більш сучасну системну спеціальність «Біотехнічні та медичні апарати і системи» (БТМАС), яка поступово відкривається у других ВНЗ України.

   У 1991 році в Україні вводиться новітня спеціальність «Біомедична електроніка» і в ХІРЕ на кафедрі технічної електроніки розпочинається підготовка відразу за двома спеціальностями «Біотехнічні та медичні апарати і системи»  і «Біомедична електроніка». При цьому, кафедра технічної електроніки (ТЕ), яка становиться профільною для підготовки інженеров-електроніков за біомедичним напрямком, перейменується у кафедру біомедичної електроніки (БМЕ), яку очолює професор  М.П. Мустецов.

   У 1996 році після суттєвих структурних перетворювань вже у ХДТУРЕ (колишній ХІРЕ) на факультеті електронної техніки (ЕТ) відбувається об’єднання кафедр біомедичної електроніки (БМЕ) та теоретичної електротехніки і електроніки (ТЕЕ) і створюється нова кафедра біомедичних електронних пристроїв та систем (скорочена абревіатура БМЕ залишається), яку очолює професор А.І. Бих. Разом зі спеціальністю «Біотехнічні та медичні апарати і системи» (БТМАС) на кафедрі розпочинається підготовка за оновленою від «Біомедичної електроніки» спеціальністю «Фізична та біомедична електроніка» (ФБЕ).

   За результатами співпраці ХНУРЕ та Українського науково-дослідного інституту протезування у 2001 році була створена в Україні система підготовки фахівців з протезування та ортезування за освітніми рівнями “бакалавр” і “спеціаліст” за спеціальністю «Біотехнічні та медичні апарати і системи». З 2001 по 2012 роки за цією програмою пройшли навчання 5 груп здобувачів вищої освіти первинної підготовки бакалаврів і спеціалістів загальною кількістю 72 випускники, перепідготовку пройшли 4 групи з загальною кількістю 65 випускників (разом 137 випускників).

   Завдяки активної сумісної роботи фахівців з НТУ «КПІ» та ХНУРЕ (ХДТУРЕ з 2001 року) в 2008 році в Міністерстві освіти і науки України відкрили у відповідності до сучасних світових стандартів комплексну медико-технічну спеціальність «Біомедична інженерія» (БМІ). Перший набір в Україні на цю спеціальність здійснився у 2008 році в ХНУРЕ на кафедрі БМЕ, яку наприкінці 2012 року було перейменовано у кафедру біомедичної інженерії (БМІ). На початку 2010-х років на кафедрі була відкрита спеціалізація «Інформаціні технології в біомедицині», але реалізований досвід не получив подальшого розвитку у зв’язку з відсутністю можливості якісної підготовки фактично фахівців ІТ-галузі в рамках спеціальності 163 –біомедичної інженерії. На кафедрі с початку 2000-х років активно розвиваються навчально-наукові лабораторії, в яких проводяться дослідження  з електрохемілюмінесценціі і нанофотоніки, атомно-силової мікроскопії,  з обробки медичних сигналів і зображень, функціональної діагностики та створення віртуальних інтроскопічних пристроїв, нейронавігації, інформаційних систем аналізу клінічної інформації. У 2004 році під керівництвом професора В.В. Семенця створено універсальну лабораторну базу для реалізації мікроконтролерних систем управління, яку було впроваджено декількох університетах України. Наукові школи відображено в Проекті математичної генеалогії кафедри математики університету Північної Дакоти (Mathematics Genealogy Project Department of Mathematics, North Dakota State University) https://genealogy.math.ndsu.nodak.edu/id.php?id=237913.

   З 2017 року на кафедрі БМІ, яку очолив професор О.Г. Аврунін, почалось  принципове оновлення та розвиток лабораторного обладнання. Створено нові лабораторії:

   – 3D-технологій з можливостями швидкого прототипування та просторового сканування біомедичних об’єктів, з системами віртуальної та доповненої реальності та можливостями створення відеоконтенту з ефектом присутності, що було впроваджено в учбовий процес та стало особливо актуальним при проведенні лабораторних занять в умовах карантину 2020-2021 років;

   – медико-біологічних досліджень, яку оснащено натурними анатомічними моделями та сучасним діагностичним обладнанням, такими як кардіографи, кардіомонітори, прилади для ультрафіолетової дерматоскопії, трихоскопії, цифрової оптичної мікроскопії, імпедансометрії, термографії та ультразвукової діагностики;

  – спортивної медицини та фізичної реабілітації, яку обладнано сучасними тренажерами з фітнес-комп’ютерами та діагностичними приладами для дослідження широкого спектру фізіологічних показників при різних видах навантажень.

   Широке впровадження інтерактивних екранів та графічних планшетів дозволило в умовах дистанційного навчання забезпечити викладачам та студентам максимальне комфортне проведення навчального процесу. Проводяться наукові розробки, які пов’язані зі створенням апаратних засобів діагностики респіраторно-ольфакторних порушень, що особливо важливо при реабілітації після перенесення COVID-19, дослідження в області нанотехнологій і інтелектуального аналізу медичних даних. Широко реалізуються різні міжнародні гранти з академічної мобільності (DAAD та Erasmus+) та спільні міжнародні наукові проекти з Німеччиною та Китаєм. Тільки за останні двадцять років у наукових школах кафедри було підготовлено близько 30 кандидатів та 8 докторів наук, більшисть досліджень яких пов’язано з розробкою методів та засобів для дослідження функціонального стану людини.

   Завдяки досвіду викладачів, розвитку лабораторної бази та давнішнім традиціям підготовки висококваліфікованих фахівців, починаючи з 2018 року, на кафедрі БМІ на основі співпраці з Українським науково-дослідним інститутом протезування, протезобудування та відновлення працездатності і Школи реабілітаційних наук Human Study e.v. (Німеччина, Нюрнберг) вперше в Україні створена і діє система підготовки фахівців з протезування та ортезування за сучасними світовими стандартами. Перший випуск десяти магістрів за спеціалізацією «Ортопедичні технології та біоінженерія» відбувся у 2020 році, а наступна група теж вже почала навчання.

   На сайті кафедри з’явився розділ – Гордість кафедри, де було розміщено дані про багатьох відомих випускників, котрими пишається кафедра. А всього з 1982 року, кафедра, яка першою в Україні почала підготовку фахівців у галузі біомедичних технологій, дала путівку в життя більш ніж 1500 бакалаврам, магістрам і аспірантам медико-технічного профілю.