Наприкінці XIX ст. економічний розвиток Росії набрав швидких темпів. Інтенсивно розвивалася вугільна, металургійна, машинобудівна, легка, харчова галузі промисловості, сільське господарство. Разом з тим скрізь відчувалася гостра нестача інженерів, техніків, агрономів. За офіційними даними 1892 р. з 27132 управляючих фабриками і заводами Росії технічну освіту мали всього 2076, тобто 7,5%, вищу спеціальну освіту - менше 1 % [1, с. 55].
Виступаючи на торгово-промисловому з'їзді 1896 р., проф. В.Л. Кирпичов, на той час директор Харківського технологічного інституту, сказав: «Усі директори вищих навчальних закладів завалені проханнями надіслати інженерів. Але ми не в змозі задовольнити ці прохання» [2, с. 404]. Справді, в одинадцяти технічних вузах, що діяли тоді у Росії, навчалося лише 5497 студентів [3, с. 94]. Ситуацією, що склалася, вміло послуговувалися іноземні фірми: використовуючи в російській промисловості своїх фахівців, вони намагалися глибше проникнути в економіку Росії, поставити її в ще більшу залежність від іноземного капіталу. Зауважимо, що в Німеччині, наприклад, необхідність відкриття деяких нових технічних навчальних закладів мотивувалася спорудженням Сибірської залізниці. Не випадково іноземці на підприємствах Росії становили близько третини усіх фахівців [2, с. 411].
На багатьох зібраннях, у пресі дедалі наполегливіше висловлювалися міркування про збільшення чисельності студентів шляхом заснування нових і розширення вже існуючих вищих спеціальних технічних шкіл, поліпшення методів викладання. Особливу зацікавленість у цьому виявляла промислова і фінансова буржуазія, інтереси якої, зокрема, захищало Міністерство фінансів. Царська влада змушена була поступитися і дати згоду на відкриття нових технічних навчальних закладів.
Велику роль у розвитку вищої технічної освіти і визначенні типів вузів відіграло Російське технічне товариство, яке об'єднало значну частину прогресивно настроєних учених та інженерів. 1897 р. при товаристві було створено «Комісію з питань вищих технічних навчальних закладів», до якої увійшли 40 видатних учених і фахівців, в тому числі Д. І. Менделєєв, М.П. Петров, Д.П. Коновалов, Д. С. Зернов, М. А. Бунге та ін. [4, с. 68]. Дослідивши питання про співвідношення рівнів вищої освіти в Росії і за кордоном, комісія дійшла висновку, що університетська система навчання не забезпечує потреб підготовки кадрів і розробила чіткі рекомендації щодо розширення і поліпшення якості вищої технічної освіти в Росії. Комісія, зокрема, підкреслила, що найпридатнішим типом вищого технічного закладу може бути політехнічний інститут і визнала за доцільне зберегти існуючі втузи без внесення змін в організацію навчального процесу. Незабаром почали відкриватися нові політехнічні навчальні заклади. Вже 1898 р. відчинили двері Варшавський і Київський політехнічні інститути, Катеринославське вище гірниче училище, 1900 - Томський технологічний інститут, 1902 - Петербрзький політехнічний інститут, 1907 р.- Донський політехнічний інститут у Новочеркаську. Ці навчальні заклади разом з уже існуючими стали центрами підготовки кадрів, розвитку передової наукової і технічної думки.
25 листопада 1896 р. у Києві відбулася нарада, в якій взяли участь професори Київського університету, представники міських властей, адміністрації Південної залізниці, інженери, промисловці [1, с. 58]. Було вирішено заснувати в Києві вищий технічний навчальний заклад — політехнічний інститут — з механічним, інженерним, хімічним і агрономічним відділеннями.
Для розташування політехнічного інституту Київ вибрано не випадково — це було університетське місто, культурний, адміністративний і торговельний центр, важливий вузол шосейних, водних і залізничних шляхів, місто з розвинутою харчовою і легкою промисловістю.
Для розв'язання організаційних питань розпорядженням директора департаменту мануфактур і торгівлі Міністерства фінансів було створено спеціальний комітет, який взяв на себе всю організаційну роботу. На засіданні комітет ухвалив рішення про вибір місця для будівництва інституту і розробив умови конкурсу на кращий проект його побудови. Навчання в інституті мало розпочатися восени 1898 р. у тимчасово орендованому приміщенні. Для розв'язання практичних завдань комітет створив декілька комісій, у тому числі будівельну, яка взялася за пошуки необхідних коштів для будівництва інституту, оскільки держава грошей для цього не дала.
Необхідну суму (близько трьох мільйонів карбованців) було зібрано переважно за рахунок приватних пожертвувань: Київський біржовий комітет вніс 72 тис. крб., М.А. Терещенко—150, спадкоємці Ф.А. Терещенка — 15, Л.І. Бродський — 100, К.Я. Сулятицький — 5, І.М. Зайцев — 10, М.Б. Гальперин — 10, Я.Б. Епштейн — 24, Київський промбанк— 15, К.В. Фішман — 10, М.С. Щенківський і спадкоємці І.Ф. Ярошинського — 10, Ф.Л. Сабанський — 15, Київська міська дума — 300 тис. крб. [5, с. 6; 1, с. 61]. Крім цього, деякі підприємці відрахували відповідний відсоток прибутку від продажу цукру.
Для розробки статуту та штатного розкладу інституту, навчальних планів і програм було створено так звану редакційну комісію під головуванням проф. С.М. Сольського. До її складу увійшли професори С.М. Богданов, М.А. Бунге, Г.Г. ДеМетц та ін. [2, с. 422]. А всі функції по організації й будівництву інституту перебрала на себе будівельна комісія, очолювана проф. М.В. Самофаловим. У її роботі активну участь взяли професори інституту К.О. Зворикін, М.І. Коновалов, Ю.М. Вагнер, Є.П. Вотчал, Г.Г. Де-Метц, С.М. Реформатський, П.Р. Сльозкін, М.П. Чирвінський [12, с. 483].
Для будівництва інституту міська влада запропонувала декілька ділянок у різних районах міста. Після ретельного ознайомлення комісія вибрала ділянку площею 38 десятин, що простяглася вздовж Брест-Литовського шосе. Це була занедбана територія саперного поля з двома піщаними пагорбами посередині, з численними ровами та ямами, без єдиного деревця чи кущика. І все ж місце для інституту було вибране вдало: воно мало добре сполучення з містом.
За умовами конкурсу планувалося спорудження триповерхової будівлі головного корпусу і двоповерхового хімічного павільйону як основних приміщень для навчання 1200 студентів. Проект мав передбачити розміщення аудиторій, лабораторних кімнат, залів для креслення, освітлення, обладнання, а також будівництво допоміжних приміщень.
Із восьми проектів, поданих на конкурс, комісія відібрала проект, розроблений академіком архітектури Г.С. Кітнером, який було затверджено після незначного доопрацювання. У травні 1898 р. почалися земельні роботи [3, с. 97]. Оскільки Г.С. Кітнер жив у Петербурзі й не міг безпосередньо керувати будівництвом, то з середини 1890 р. будівельні роботи очолив архітектор О.В. Кобелєв, один із учасників конкурсу проектів будівель інституту. Оздоблювальними роботами керували архітектори А.М. Вербицький, В.О. Осьмак та ін.
У підготовці висококваліфікованих інженерівзначну роль відігравали також науково-технічні гуртки, в яких студенти поглиблювали отримані на лекціях знання, знайомилися з сучасним рівнем промисловості. Тут формувалося технічне мислення, прищеплювалася зацікавленість до науки. Ініціаторами створення таких гуртків були студенти старших курсів, які вважали, що програмний курс не дає їм достатніх знань з найновіших дисциплін та інформації щодо науково-технічних досягнень. На механічному відділенні, наприклад, до навчальних планів не включалися курси з вивчення двигунів внутрішнього згоряння, парових турбін, повітроплавання та ін. Тому студентські гуртки виникали на всіх відділеннях.
Першим в інституті утворився інженерний гурток (січень 1902 р.), у роботі якого взяли участь професори Г.Д. Дубелір, Є.О. Патон та інші вчені. Тоді ж під керівництвом проф. О.О. Радціга почав працювати механічний гурток [12, с. 65]. На хімічному відділенні з ініціативи проф. М.І. Коновалова проводилися так звані хімічні читання, на яких з науковими повідомленнями виступали студенти; 1909 р. виник хімічний гурток, яким керував проф. Л.В. Писаржевський. Гуртку було присвоєно ім'я М.І. Коновалова. Активно працював гурток повітроплавання, створений у листопаді 1908 р. проф. М.Б. Делоне. Вже через рік він об'єднав близько 200 студентів і викладачів [12, с. 191]. Після Петербурзького аероклубу це була друга в країні авіалабораторія. Члени гуртка своїми силами створили авіамайстерні, де виготовляли планери, а з 1910 р.— і літаки. Першим на літаку власної конструкції у повітря піднявся проф. О.С. Кудашев. Студент Ф.Ф. Андрес спочатку виготовив модель дирижабля, а згодом, 1912 р., перший у країні дирижабль «Київ», на якому сам літав. Для випробування конструкцій літаків за проектом проф. М.Б. Делоне було споруджено аеродинамічну трубу. Члени авіагуртка стали ядром «Київського товариства повітроплавання», створеного 1909 р. професорами М.А. Артем'євим і М.Б. Делоне. Робота гуртка ставала дедалі пліднішою. За 1909— 1913 рр. в інституті було сконструйовано близько 40 літальних апаратів. Гурток продовжував функціонувати аж до початку війни. 1915 р. у правому крилі головного корпусу влаштували авіамайстерні, в яких ремонтували німецькі літаки і будували нові, конструювали і виробляли авіапропелери. Пізніше авіагурток став основою для створення в інституті кафедри з авіаспеціальностей, а невдовзі — окремого інституту інженерів цивільної авіації.
Робота гуртків була багатогранною. Тут заслуховувалися і обговорювалися доповіді про досягнення науки і техніки, з якими, крім професорів, часто виступали і студенти, організовувалися екскурсії на кращі підприємства, створювалися музеї, бібліотеки спеціальної літератури, видавалася навчальна література для студентів, провадилася науково-дослідницька і конструкторська робота., У наукових гуртках студенти розширювали власний світогляд, набували наукового досвіду. Із гуртківців вийшла плеяда відомих інженерів і вчених, серед них металург академік АН СРСР І.П. Бардін, один із засновників науки про колоїдну хімію акад. АН УРСР А.В. Думанський, проф. В.Ф. Бобров, видатний конструктор авіадвигунів О.О. Мікулін, авіаконструктор В.П. Григор'єв. конструйований В.П. Григор'євим літак був взятий на озброєння російської армії і успішно використовувався у боях на фронтах першої світової війни. Після жовтневої революції талановитий конструктор багато зробив для розвитку вітчизняного авіабудування. Авіагурток став школою для таких авіаконструкторів, як Д.П. Григорович, брати Олександр, Іван і Євген Касьяненки, всесвітньовідомий авіаконструктор І.І. Сікорський (у 1912— 1914 рр. створив літаки «Гранд», «Русский витязь», «Илья Муромец» і започаткував багатомоторну авіацію). 1919 р. І.І. Сікорський емігрував у США і до 1939 р. створив близько 15 типів літаків. 1939 р. він почав конструювати одногвинтові вертольоти, які пізніше дістали широке застосування. І.І. Сікорський першим почав будувати турбінні вертольоти, вертольоти-амфібії, «літаючі крани» [27, с. 358]. Американці заслужено називають І.І. Сікорського батьком американського вертольотобудування.
Адміністрація інституту завжди дбала про публікацію наукових і науково-популярних праць. З 1900 р. у вузі видавалися «Известия Киевского политехнического института» у вигляді книжок обсягом близько 400 с. Ці книжки складалися з кількох розділів: офіційного, фізико-математичного і хімічного, природничо-історичного і агрономічного, інженерно-механічного, де вміщувалися офіційні матеріали і наукові праці вчених інституту, щорічний звіт про роботу інституту, друкувалися списки студентів, навчальна література та інші матеріали.