1869'da Stockholm'de bir üniversite kurmak amacıyla bir dernek kuruldu. Bir bağış kampanyasının ardından ve Stockholm şehir idaresinin de desteğiyle 1878 yılında matematik, fizik, kimya ve jeoloji alanlarında mütevazı bir ders programı ile okul faaliyete başladı. Sonraki yıllarda da doğa bilimleri eğitimde hâkim alanlar oldu. 1880'lerde biri hariç, tümü doğa bilimlerine ait olan ilk kürsüler kuruldu. İlk profesörler arasında İsveç ve muhtemelen Avrupa'nın ilk kadın profesörü ve dünyada profesör unvanı alan ilk kadın matematikçi Sofya Kovalevskaja ve 1903 yılında Nobel Kimya Ödülü'ne layık görülen kimyager Svante Arrhenius da vardı.

1904'te bu üniversitede ilk kez doktora yapmak mümkün oldu. Siyasal bilgiler ve hukuk fakültesi 1907'de; beşerî bilimler fakültesi 1919'da ve sosyal bilimler fakültesi de 1964'te kuruldu. 1930'larda Stockholm'deki çeşitli kolejlerin tek bir üniversitede birleştirilmesi konusunda tartışmalar vardı, ancak bu tasarılar 1950'lerde terk edildi.

1960 yılında devlet üniversitesine dönüştürüldü ve Stokholm'ün Frescati semtinde yeni bir üniversite yerleşkenin inşaatına başlandı. 50'li yıllarda 5000 olan öğrenci sayısı, 70'li yıllara gelindiğinde 30.000'lere çıktı. 1977'de sosyal bilimler ve gazetecilik okulları Stockholm Üniversitesi'ne katıldı. Zaman içinde diğer küçük enstitü ve laboratuvarlar da üniversite bünyesine dahil edildi. Son büyük değişiklik, 1 Ocak 2008'de Stockholm Öğretmenlik Yüksekokulu'nun SU'ya katılmasıyla gerçekleşti.