Кафедра была организована в 1953 году с целью подготовки геофизиков-разведчиков для Первого Главного управления Мингео и для Минсредмаша СССР. Этому соответствовало и ее название: «Кафедра геофизических методов поисков и разведки редких и радиоактивных элементов», для краткости – «Кафедра рудной геофизики».

Организатором кафедры и ее первым заведующим был известный уральский геофизик, профессор, доктор наук Иванов Николай Александрович . Первыми сотрудниками кафедры были инженер Микшевич Владислав Николаевич и заведующий лабораторией Теплых Николай Дмитриевич. Из-за нехватки штатных сотрудников к чтению лекций привлекались ученые из Института геофизики УФАН СССР и работники производственных организаций. Так, профилирующий курс «Радиоактивная разведка» читался в то время профессором, доктором физико-математических наук Ю.П.Булашевичем, ставшим впоследствии членом-корреспондентом АН СССР и директором академического Института геофизики. Для работы на кафедре были оставлены несколько ее выпускников, ставших впоследствии известными учеными и прекрасными преподавателями: Возжеников Г.С., Бреднев И.И., Соколова А.И., Серых А.С., Литвишко В.В.

В 1957 году кафедру возглавил профессор, доктор геолого-минералогических наук Саковцев Глеб Павлович , который оставался ее заведующим на протяжении 27 лет, до 1985 года. При этом свыше 20 лет, с 1960 по 1981 годы, он был ректором Свердловского горного института и внес огромный вклад в развитие его материальной базы.

 В 1964 году на кафедре была открыта новая специализация – по геофизическим исследованиям скважин, которую возглавил профессор, доктор геолого-минералогических наук Козырин Анатолий Константинович .
Продолжался выпуск специалистов по радиометрии и ядерной геофизике. Это направление на кафедре возглавил профессор Возжеников Г.С. , который читал и читает до сих пор общий и специальный курсы «Радиометрия и ЯГМ».

В 1980 году от кафедры рудной геофизики «отпочковалась» кафедра ядерной геофизики, бессменным руководителем которой в течение 15 лет оставался Возжеников Геннадий Сергеевич . На эту кафедру перешли работать доценты Микшевич В.Н., Соколова А.И., Игумнов С.А., Давыдов Ю.Б. и Давыдов А.В.

На кафедре ядерной геофизики была проведена работа по открытию новой специализации «Геофизическая аппаратура» и состоялось несколько выпусков геофизиков-прибористов. Куратором этой специализации стал профессор Давыдов А.В.

В 1985 году кафедру рудной геофизики возглавил ученик и соратник профессора Саковцева Г.П., профессор Редозубов Авенир Александрович .

С 1988 по 1995 год кафедрой заведовал бывший аспирант Саковцева Г.П., профессор, доктор физико-математических наук Давыдов Юлий Борисович . Кафедра в это время стала называться кафедрой рудной и промысловой геофизики.

В 1995 году, в связи с реорганизацией выпускающих кафедр на геофизическом факультете, кафедра рудной и промысловой геофизики и кафедра ядерной геофизики почти в полном составе вошли в состав новой кафедры прикладной геофизики. Заведующим новой кафедрой стал профессор, доктор геолого-минералогических наук Сковородников Игорь Григорьевич .

В апреле 2001 года состоялась очередная реорганизация выпускающих кафедр. В состав кафедры влились профессоры Филатов В.В., Дементьев Г.Я., Талалай А.Г., доценты Виноградов В.Б., Кузин А.В., старший научный сотрудник Глушкова Т.А., ассистент Земцов Н.С., зав. лабораторией Шаров С.И. и ст. лаборант Надяк А.В. После реорганизации кафедра получила название кафедры геофизики. В настоящее время руководит кафедрой молодой доктор наук Талалай Александр Григорьевич .