南京大学是中国一所集教学和研究于一体的现代大学，其学脉可追溯自孙吴永安元年（258年）的南京太学，近代校史肇始于1902年筹办的三江师范学堂，先后历经多次变迁。1920年在中国国立高等学府中首开“女禁”，引领男女同校之风。

 很早在中国开展现代学术研究，建立中国很早的现代科学研究实验室，成为中国很早的以大学自治、学术自由、文理为基本兼有农工商等专门应用科、集教学和研究于一体为特征的现代大学。《学衡》月刊的创办，使得南京大学成为中西学术文化交流的中心，被誉为“东方教育的中心”。1949年由民国时期中国特高学府“国立中央大学”易名“国立南京大学”，翌年径称“南京大学”，沿用至今。

南京大学是中国现代科学的发祥地，是哈佛大学白碧德主义影响下的中国“学衡派”的雅集地，被誉为“中国科学社的大本营和科学发展的主要基地”，被杨振宁称赞为“中国不错的大学”，也是“985工程”首批九所高水平大学中一个未合并其他院校的高校，坚持“内涵发展”，保持“原汁原味”办学优势与特色，赢得社会“中国温和的大学”之美誉。

1950年10月10日，接华东军政委员会教育部通知，校名去 “国立”两字而径称“南京大学”。校长周鸿经去职，梁希担任校务委员会主席。

1951年7月，南京大学改校务委员会制为校长制，潘菽任校长。这一阶段，学校根据“维持原有学校，逐步进行改善”的工作方针，通过一系列积极稳妥的改革，确立了社会主义办学方向，明确了教学与科研相结合的方针和民主集中制的领导体制，为日后的发展奠定了基础。

1952年7月进行院系调整，南京大学调整出工学、农学、师范等院系成立南京工学院、南京农学院、南京师范学院等院校以及组建有关院校相关系科；保留文、理学院，主要并入金陵大学文、理学院，校址从四牌楼2号迁至鼓楼原金陵大学校址，成为文理综合性大学。

1956年12月，潘菽率心理系师生迁到北京组建中国科学院心理研究所，次年郭影秋接任校长，1963年匡亚明任校长。1966年文革爆发，教学工作受到破坏，本科生停止招生6年，研究生停止招生12年；当时南京大学以被称为曾是“国民党反动派的高等学府”、“国民党的文化中心”等理由而受到特别的冲击。

1976年，南大在校师生率先发起旨在反对和结束文化大革命的南京三·二九事件”，为四五运动的先声，南京反文革势力运动，影响全国。

1978年5月，哲学系青年教师胡福明发表了《实践是检验真理的标准》，引发全国真理标准问题大讨论，拉开了当代中国思想解放的序幕，推动了邓小平领导开创的中国改革开放时代的到来。

1978年5月，匡亚明复任校长，1984年8月，曲钦岳任校长。

1993年，南京大学浦口校区投入使用。

1994年，南京大学被确定为国家“211工程”重点支持的大学。

1999年，南京大学进入国家“985工程”首批重点建设的高水平大学行列。

2006年，教育部和江苏省再次签订重点共建南京大学的协议。

2009年10月，南京大学仙林校区启用，原浦口校区移交金陵学院。仙林校区按规划和鼓楼校区协作分工，将成为南京大学主校区。

2009年12月30日，南京大学在原有的物理学系、电子科学与工程系和材料科学与工程系的基础上，新组建成立了物理学院、电子科学与工程学院、现代工程与应用科学学院，实现文理工医四大学科领域协调发展。

2011年，教育部和江苏省签署协议继续重点共建南京大学。

2016年5月，国务院办公厅印发《关于建设大众创业万众创新示范基地的实施意见》，南京大学入选成为首批4个高校和科研院所双创示范基地之一。