2001年8月6日，为贯彻《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》（国发2000）18号和《教育部关于试办示范性软件学院的通知》的精神，南京大学开始组织申报示范性软件学院。同年12月3日，《教育部、国家计委关于批准有关高等学校试办示范性软件学院的通知》（教高[2001]6号）决定批准南京大学等35所国内著名高等学校建立示范性软件学院。

2002年2月16日，南京大学成立由张大良、陈道蓄、骆斌、黄细良、朱怀宏等组成的软件学院筹备组，借址南园中山楼，开展南京大学软件学院筹建工作。3月，骆斌代表南京大学向教育部周济部长汇报软件学院筹建情况。4月，南京大学与南京高新技术产业开发区签署框架协议共建南京大学软件学院。

2002年4月4日，南京大学软件学院正式成立，并组建中国共产党南京大学软件学院总支部委员会、南京大学软件学院理事会、南京大学软件学院教学指导委员会。蒋树声校长担任第一届理事会理事长，张大良副校长担任第一届教学指导委员会主任，陈道蓄兼任首任院长，黄细良担任首任书记兼副院长，骆斌任专职副院长。

2003年起，学院开始系统地研究软件工程专业人才培养体系，在国内率先连续推出《 南京大学软件工程学科教程 》系列化版本，确立了具有明显软件工程专业特色的、覆盖本科和研究生的、独立完善的学科教育体系。

2005年，学院 “ 软件工程专业工程化实践教学体系的构建与实施 ” 首次获得国家教学成果二等奖； 2011年获批软件工程一级学科博士学位授予点。

2015年入选江苏省品牌专业（ a类 ）。

2019年软件工程专业入选首批国家级一流本科专业建设点。

2021年学院入选首批特色化示范性软件学院，获批重点建设领域为关键基础软件和行业应用软件。