Khoa Khí tượng Thủy văn được thành lập từ khi thành lập Trường Cao đẳng Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, trên cơ sở hợp nhất Trường Cao đẳng Khí tượng Thủy văn và Trường Trung học Địa chính TW1 vào tháng 6 năm 2005. Tiền thân là Khoa Khí tượng và Khoa Thủy văn của Trường Cao đẳng Khí tượng Thủy văn. Đây là hai tổ chuyên môn thuộc trường Cán bộ Khí tượng Thủy văn Sơn Tây được thành lập vào ngày 10/01/1955. Khoa Khí tượng Thủy văn có nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực lĩnh vực khí tượng, thủy văn cho ngành Khí tượng Thủy văn cho ngành Tài nguyên và Môi trường, Hàng không, Không quân, Nông nghiệp phát triển nông thôn….. Đội ngũ giảng viên của Khoa luôn được đầu tư phát triển, nâng cao chất lượng theo kịp xu thế phát triển của toàn xã hội. Khoa đã phát triển được một đội ngũ giảng viên có trình độ cao, có kiến thức chuyên môn vững vàng, nhiều kinh nghiệm giảng dạy và nghiên cứu khoa học để thực hiện các nhiệm vụ nghiên cứu và đào tạo của một trường đại học. Hiện nay khoa có nhiệm vụ đào tạo sau đại học ngành Khí tượng và khí hậu học, ngành Thủy văn; đại học chính quy ngành khí tượng học, ngành thủy văn và liên thông đại học ngành khí tượng và ngành thủy văn.