해방 후 전라북도(현, 전북특별자치도) 내에 있었던 이리농과대학, 전주명륜대학, 군산대학관 등 3개 대학을 모태로 성립되었다. 당시 전라북도 지방에는 1947년 10월 15일에 설립 된 4년제 전북 도립대학인 이리농과대학, 1948년 8월 1일 전주 향교재단에서 설립한 사립 2년제 초급대학인 전주명륜대학, 1947년군산 동지학숙으로부터 발족하여 1948년 8월 4년제 사립 초급대학으로 개편된 군산대학관이 1950년 10월 이후 당시 군산교육재건위원장이었던 이종록이 인수하여 군산대학으로 교명 변경하여 운영되고 있었다.
6·25 한국전쟁중인 1951년 5월 7일부산과 대구에 이어 전주에 전북 전시연합대학이 설치되었다. 이것을 계기로 전라북도 유지들과 교육계 인사들이 국립종합대학의 설립과 필요성을 인식하고 이를 실현하기 위한 노력이 구체화 되기 시작하였다. 마침 지방에 국립대학을 설치하려는 정부시책이 발표됨으로써 종합대학 설립의 추진이 탄력을 받게 되었다.
마침내 1951년 6월 고등교육기관의 설립을 원하는 전라북도 도민의 열망에 따라 당시 전라북도 지사였던 김가전(金嘉全)을 위원장으로 하고, 실무 추진자인 이종록을 중심으로 국립전북종합대학교 설립 추진위원회가 조직되었다. 설립추진회는 대학 설립에 필요한 기금을 마련하고 1951년 10월 6일 정식으로 인가를 받아 전라북도 내에 설립되어 있던 3개의 대학을 이관시켜 국립전북대학교로 개편하고 다음해 6월 8일 개교하였다. 초대 총장으로 김두헌(金斗憲)이 취임하였다.
인가 당시 대학의 규모는 5개 단과대학, 16개학과에 학생정원 2,700명이었는데, 공과대학에는 기계공학과, 전기공학과, 화학공학과, 채광야금학과가 설치되었고, 농과대학에는 농학과, 임학과, 수의학과가 설치되었으며, 문리과 대학에는 문학부에 국문학과, 사학과, 철학과, 그리고 이학부에는 수학과, 화학과, 물리학과가 설치되었다. 그리고 법과대학에는 법학과, 상과대학에는 상학과 경제학과가 설치되었다.
전북대학교가 설립될 당시의 시설여건은 매우 열악하여 대학본부와 문리과대학 및 법과대학은 객사 등 전주 시내의 여러 시설을 빌려 쓰는 형편이었고, 공과대학과 농과대학은 이리에, 그리고 상과대학은 군산에 분산 배치되어 있었다. 1953년 6월 덕진운동장으로 사용되던 현재의 전북대학교 전주 캠퍼스가 위치하고 있는 자리에 부지를 확보하여 신축 교사를 마련하고 1954년 10월 문리과 대학을 이전하였으며, 뒤이어 1955년 대학 본부와 법정대학, 1957년에 상과대학, 1963년에 농과대학, 그리고 1974년에 공과대학이 전주로 이전하였다.
한편 설립 초기부터 대학원을 추진하여 1952년 11월 대학원을 개설하고 석사과정 신입생을 모집하였다. 1958년 6월에 박사과정을 설치하고, 1962년 교육대학을 병설하였다가 이듬해 3월 분리되었다. 1970년 2월에 경영대학원을 설치하고 12월에 의과대학을 설치하였다. 1971년 12월에 사범대학을 신설하였다. 1975년에는 의과대학 부속병원을 설치하였다.
1976년 3월에 교육대학원, 같은 해 7월에 사범대학 부속고등학교를 설치하였으며, 1978년 치과대학을 신설하였으며, 이해에 재단법인 전북대학교 학술연구재단을 설립하였다. 1979년 3월에는 전주간호전문대학을 인수하여 의과대학 부속 간호전문학교로 개편하였고, 같은 해 9월 문리과 대학을 문과대학과 이과대학으로 분리하였다.
1981년 11월에 행정대학원을 신설하였으며, 1982년 단과대학을 개편하여 문과대학을 인문과학대학, 법정대학을 법과대학, 이과대학을 자연과학대학으로 각각 개편함과 동시에 사회과학대학을 신설하였다. 1985년에는 환경대학원을 신설하고 1987년에 예술대학, 1988년에 수의과대학, 1989년에 산업기술대학원을 신설하였으며, 1992년 7월 농업개발대학원, 1994년 10월에 산업보건대학원을 신설하였다. 1997년 11월에 공과대학 도시공학과, 생체공학과, 자연과학대학 수의예과가 신설되었다. 한편1996년 1997년에 걸쳐 이 일부 학과를 통폐합하고 학부제를 신설하였다. 2000년 3월에는 예술대학 경기지도과를 신설하였으며, 7월에 컴퓨터정보과 · 통계정보학과 · 항공우주과 · 사이버 무역 지역학과 · 생물공정학과 · 디자인 제조공학과 등을 신설하였다. 2020년 약학대학을 신설하였다.
2001년 9월 9개의 대학에서 13개의 단과대학으로 확장 개편하여 24개학부 29개 학과에 학생정원 17,540명으로 구성되었다. 단과대학으로는 공대, 농대, 법대, 사범대, 사회과학대, 상대, 생활과학대, 수의대, 예술대, 의대, 인문과학대 자연과학대, 치과대학으로 이루어졌다.
2002년 10월에 법무대학원을 신설하였고, 2003년 5월에는 농과대학을 농업생명과학대학으로 명칭을 변경하였으며, 2004년 10월에 간호학과가 간호대학으로 승격 인가를 받고 다음해 3월 간호대학으로 설치되었다. 2007년 2월에 인문과학대학의 명칭을 인문대학으로 변경하였다.
2004년 10월 치의학전문대학원의 설립 인가를 받고 2005년 3월 치과대학이 치의학전문대학원으로 개편되었으며, 2005년 10월에는 의학전문대학원이 설립 인가를 받아 2006년 3월 의과대학이 의학전문대학원으로 개편되었으며, 2008년 2월에는 법학전문대학원 설치 예비인가를 받아 다음해 법과대학이 법학전문대학원으로 개편되었다.
한편, 2008년 3월에는 익산대학을 통합하여 익산 캠퍼스에 환경생명자원대학 설치하여 생명공학부에 2개 전공, 바이오식품공학과, 한약자원학과, 환경조경디자인학과, 생명자원유통자원학과를 두었다.
2010년 4월 현재 간호대학, 공과대학, 농업생명과학대학, 법과대학, 사범대학, 사회과학대학, 상과대학, 생활과학대학, 수의과대학, 예술대학, 인문대학, 자연과학대학, 환경생명자원대학(익산), 자율전공학부로 14개 대학이며, 총 1만 7736명의 학부생이 재학하고 있다.
대학원은 일반대학원, 의학전문대학원, 치의학전문대학원, 법학전문대학원, 경영대학원, 교육대학원, 농업개발대학원, 법무대학원, 보건대학원, 산업기술대학원, 정보과학대학원, 행정대학원, 환경대학원으로 13개 대학원이며, 총 4,017명의 대학원생이 재학하고 있다.
부속기관은 공과대학부속공장, 공과대학자동차산학협력원, 공동실험실습관, 교사자료실, 교수학습개발센터, 교양교육원, 기술산업화센터, 농생대부속농장, 농생대부속동물사육장, 농대대학술림, 박물관, 방사선안전관리소, 보건진료소, 보육교사교육원, 부안학술림관리관및연수관, 사범대학교육연수원, 생활체육지도자연수원, 사회봉사센터, 신문방송사, 실험동물센터, 언어교육원, 인권센터, 원격교육연수원, 장애학생지원센터, 평생교육정보센터, 종합인력개발원, 창업보육센터, 체육부, 평생교육원, 학군단, 학생서비스센터, 환생대부속실습장(익산) 등 모두 32개의 기관이 활동하고 있다.
부설연구소로는 간호과학연구소, 공학연구원(19개센터), 과학교육연구소, 교과교육연구소, 구강생체과학연구소, 국제문화교류연구소, 기초과학연구소, 농업과학기술연구소, 동북아법연구소, 반도체물성연구소, 법학연구소, 비만연구센터, 사회과학연구소, 교육문제연구소, 산업경제연구소, 산업디자인개발연구소, 생리활성물질연구소, 생물다양성연구소, 생물산업연구소, 생체안전성연구소, 순수및응용수학연구소, 식물의학연구센터, 심혈관연구소, 예술문화연구소, 유전공학연구소, 융합과학연구소, 음성과학연구소, 응용통계연구소, 의과학연구소, 이화학연구소, 인간생활과학연구소, 인문연구원(9개센터), 인문한국쌀삶문명연구원, 인수공통전염병연구소, 임상의학연구소, 전통문화기술혁신연구센터, 전통문화기술혁신연구센터, 전통예술진흥관, 지구환경시스템연구소, 지방자치연구소, 프라즈마응용연구소, 한스타일연구센터, 환경생명신기술연구소, 휴양 및 경관계획연구소, 희토생물응용연구소 등이 있다.