산업 현장과 기간산업에서 필요로 하는 인력을 양성하고, 산학연계를 통한 신기술 개발로 국가발전에 일익을 담당하기 위해서 설립되었다.
1993년 두산그룹 김찬두(金燦斗) 회장이 이사장으로 있는 학교법인 두산학원에서 두원공업전문대학으로 설립인가를 받아 1994년 3월 3일 개교하였다. 기계과·자동차과·열냉동관리과·전기과·전자과 등 5개 학과에 입학정원은 주야간 합쳐 680명이었으며, 초대 학장으로 장병규(張炳圭)가 취임하였다.
1994년 8월 중국 요녕대학과 자매결연을 맺었으며, 1995년에 컴퓨터응용설계과·소프트웨어개발과를 신설하였다. 1998년 5월 두원공과대학으로 교명을 변경하였다. 2000년 인터넷과·컴퓨터과·건축설비과를 신설하였고, 2008년 경기도 파주시 파주읍 봉암리에 파주캠퍼스를 설치하였다.
2009년 당시 안성캠퍼스 24개 학과, 파주캠퍼스 6개 학과에 재학생은 4,943명, 전임교원은 126명이었다.
2012년 4월에 두원공과대학이 두원공과대학교로 교명을 변경하였다.
교훈은 ‘미래로 세계로, 진리, 창의, 봉사’이다. 국가산업 발전에 필요한 전문지식 및 이론의 교수·연구와 미래 산업현장에서 선도적인 역할을 담당할 전문기술인 양성을 교육목표로 하고 있다.
건전한 직업윤리관을 갖출 수 있는 인성교육, 국제화 시대에 대비한 어학교육을 병행 실시하며, 1인 1종 이상의 자격증 취득을 의무화하고 있다. 두원그룹 산하 계열사와의 산학협력을 기반으로 안성캠퍼스는 기계·자동화 계열을 중심으로 보건·실버·관광 등 미래 산업에 대비하는 학과로의 특성화를 도모하고 있고, 파주캠퍼스에는 IT-LCD산업 관련 학과를 집중 육성하고 있다.
부속기관으로 국제교류센터·종합인력개발센터·평생교육원·경기산업기술교육센터·산학연컨소시엄센터·중소기업기술지원센터 등이 있고, 부설연구기관에 학생진로상담연구소·산업과학기술연구소가 있다.