Кафедру медичної кібернетики та телемедицини (нині кафедра біомедичної кібернетики) було засновано в 2001 році на базі Факультету інформатики та обчислювальної техніки. У цьому ж році відбувся перший набір студентів. Очолити кафедру було запрошено професора, доктора медичних наук Яценка Валентина Порфировича. За його участі 24 грудня 2002 року спільним договором між Національним медичним університетом імені О.О. Богомольця та Національним технічним університетом України “Київський політехнічний інститут” був сформований Міжуніверситетський медико-інженерний факультет (з 1 липня 2013 року Факультет біомедичної інженерії), деканом якого також було обрано Валентина Порфировича. Саме з того часу в Україні вперше почалась підготовка фахівців в галузі біомедичної інженерії, а нині до складу факультету входять 5 кафедр. Валентин Порфирович методично втілював свої знання у підготовці навчальних дисциплін, які викладалися для бакалаврів, спеціалістів та магістрів за напрямом підготовки “Комп’ютерні науки”, спеціальності “Інформаційні керуючі системи та технології”, спеціалізації “Медична кібернетика та інформаційні технології в телемедицині”. Автор понад 450 наукових праць, серед яких: 3 монографії, 12 винаходів та 192 періодичних та методичних видання. Під його керівництвом підготовлено 2 доктори та 7 кандидатів наук.
У 2009 році кафедру очолив професор, доктор біологічних наук, кандидат технічних наук Настенко Євген Арнольдович, провідний науковець в області біомедичної інженерії та фахівець з розробки інформаційних технологій аналізу клінічної та біомедичної інформації. Євген Арнольдович займається дослідженнями в галузі системної фізіології, системного аналізу та синергетики, методами математичної статистики та математичного моделювання. За участі Євген Арнольдовича розроблено, впроваджено та удосконалено широкий спектр систем комп’ютерної діагностики гострої серцево-судинної недостатності та декілька поколінь клітинно-автоматних моделей капілярної мережі. Автор близько 300 наукових праць, серед яких: 1 монографія, 7 патентів та понад 120 статей. Під його керівництвом підготовлено 3 кандидати наук.
З 2023 року кафедру очолює доцент, кандидат технічних наук Алхімова Світлана Миколаївна, провідний фахівець в області проектування та розробки програмного забезпечення медчиного спрямування. Світлана Миколаївна займається дослідженнями в галузі обробки та налізу медичних зображень, медичної візуалізації, дійсний член SPIE (The Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers) та IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers). Автор понад 60 наукових і понад 10 навчально-методичних праць, 5 патентів.