建校初期
1952年教育部遵照国家政务院关于“以培养工业建设人才和学校师资为重点，发展专门学校，整顿和加强综合大学”的指示精神，决定创办中央体育学院。同年7月，在北京先农坛体育场成立中央体育学院筹备处。徐英超教授任筹备处主任。直属教育部领导，中华全国体育总会业务指导。
1952年11月国家体委成立，中央体育学院筹备处在国家体委领导下开展工作。1953年8月高等教育部、教育部、财政部、国家体委联合通知，确定“以北京师范大学体育系为基础在北京成立中央体育学院”。9月中央派钟师统同志任院长。学校归国家体委直接领导。
文革时期
1966年6月11日北京新市委派国家体委工作组进驻该院。并成立“北京体育学院革命委员会”。自此，学院进入了动乱时期。1967年3月造反派夺取该院党、政、财、文大权宣布成立“院革命委员会”。自此，该院全面陷入瘫痪，教学、训练、科研和招生等工作均告中断。1968年8月，工人、解放军毛泽东思想宣传队进驻该院，实行领导。总指挥：张昭勋（军宣队）。次年11月调整革委会成员、主任：魏新民（军宣队）。
1970年国务院和中央军委下达通知，责成该院举办青训大队，为国家培养优秀青年运动员。1971年招收学员398名。这批学员中有曹慧英、杨希。1972年招收两年工农兵学员，设72级办公室。1972年2月28日国家体委军管会撤销，该院归国家体委和北京市双重领导。
1973年6月经北京市委批准，成立中共北京体育学院核心组，恢复党对学校的领导。核心组第一组长：钟师统；第二组长：赵斌。1973年行政机构有院办公室、政工组、教改组、后勤组、72级办公室、体育系、运动系、短训班、外训班、射箭队。
发展时期
1974年12月16日国务院同意将原来由国家体委领导的北京体育学院，改由国家体委和北京市双重领导。分工是：北京市负责领导教育改革和党政工作；国家体委负责领导干部调配、专业设置、招生、毕业生分配、科学研究、财政经费、基建、设备和器材供应等工作。1979年9月18日中共中央批转教育部党组《关于加强高等学校统一领导，分散管理的决定的报告》，该院又列为全国重点学校，隶属教育部和国家体委领导，以国家体委为主。
1985年9月，调整院级领导班子，实行院长负责制。学院由此建立院长全面负责，党委保证监督，群众民主管理的领导体制。群众民主管理主要由教职工代表大会体现。自1986年起，大部分教研室归各系领导。1992年，国家体委党组和北京市委决定该院领导体制改为党委领导下的院长负责制。即党委集体领导，院长全面负责。1993年12月北京体育大学实行党委领导下的校长负责制。
壮大时期
1993年12月11日经国家教委批准，正式更名为北京体育大学。
1994年1月国家体委党组正式任命该校领导班子成员。1995年7月金季春任北京体育大学党委书记、校长，李元伟、邢文华为副校长。
1995年1月9日学校对部分机构设置进行了调整：将党委办公室、校长办公室、高教研究室合并为校长办公室，对外挂三块牌子；党委组织部与统战部合并为党委组织部，对外挂两块牌子；成立学生工作处，将教务处、人事处的职能部门有关学生工作的职能划归学生工作处；老干部管理处更名为离退休人员处。
1995年9月根据国家体委体人字（1995）356号文件，撤销“国家体委干部培训中心”将其职能划归北京体育大学；成立“国家体委干部培训中心”，由北京体育大学管理。撤销北京体育大学管理系，成立“北京体育大学管理学院”。管理学院与培训中心为一套机构，对外挂两块牌子。
1996年1月成立北京体育大学武术培训中心。该中心与武术系为一套机构，一套领导班子，对外挂两块牌子。1996年4月成立北京体育大学附属中等武术学校。1996年5月在原训练竞赛科的基础上，成立训练竞赛处。1997年生物科学系更名为人体运动科学系。2001年3月国家体育总局党委任命张万增为党委书记，科教司司长史康成兼任校长。
2002年9月国家体育总局党委任命杨桦为校长，2003年国家体育总局调该校领导班子成员。2004年4月任命杨桦兼任校党委书记。2004年底学校经国家体育总局批准对部分机构和职能进行了调整，中层干部聘任工作启动，并于2005年初完成聘任工作。2004年启动全面加强人才队伍、学科建设和教研室建设工作；增设本科英语、表演专业；成立“项目部”标志着设在该校的备战北京2008年奥运会部分项目的国家队训练、科研、生活等设施建设全面启动。2004年该校师生校友共计161人入选雅典奥运会中国体育代表团，获得金牌9枚。
据2013年学校官网显示，学校设有北京体育大学研究生院、北京体育大学教育学院、北京体育大学竞技体育学院、北京体育大学武术学院、北京体育大学管理学院、北京体育大学运动人体科学学院、北京体育大学继续教育学院、北京体育大学国际教育学院、北京体育大学思想政治理论课教学部、北京体育大学外语系、北京体育大学体育艺术系、北京体育大学体育传媒系、北京体育大学运动康复系、北京体育大学社会体育系等8个学院、5个系。
现任校长：杨桦
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