Le décret du 11 juin 1891 instaure la section normale de formation des maîtres de l'enseignement technique à l'École des Arts et Métiers de Châlons-sur-Marne. Par la suite, d'autres sections seront crées dans différentes grandes écoles avant d'être regroupées à Paris en 1912 sous le nom d'École Normale de l'Enseignement Technique (ENET).

La section s'installe "provisoirement" dans les locaux de l'ENSAM, boulevard de l'Hôpital, dont la construction s'achève. Le cursus du professorat A, réservé aux garçons, est constitué de quatre matières principales : physique et électricité industrielles, chimie industrielle, mécanique industrielle. Le terme industriel marque la différence avec l'école de la rue d'Ulm. La section B est consacrée au dessin industriel, à la technologie et à la mécanique appliquée.

L'Ecole Normale Supérieure de l'Enseignement Technique (ENSET) est crée en 1932, elle devient un établissement à part entière et de nouvelles sections sont crées.

La réforme de 1948 instaure les sections A1, A2, B et EG. L'électrotechnique est enseignée en section A1, la section A2 étant réservée aux sciences appliquées et arts ménagers (ouverte aux filles !).

Après la réforme de 1952, l'électricité est toujours une discipline de la physique, elle est enseignée dans la section A'2.

En 1975, le transfert des sections littéraires de l'ENSET à Fontenay/Saint-Cloud conduit à une réorganisation. Le département d'électricité est créé, les élèves sont inscrits en sections A'2 (physique appliquée) et B4 (électrotechnique). L'électronique et l'automatique prennent une part croissante dans le cursus B4. C'est également le début des travaux de recherche au département d'électricité, qui aboutiront à la création du LÉSiR vers 1980, devenu SATIE en 2002.

La transformation en École Normale Supérieure de Cachan en 1985 fait apparaître officiellement la vocation du site à former des chercheurs, ce qui renforce la recherche au LESiR.

Le département est rebaptisé Electronique Electrotechnique Automatique dans cette période. Au cours de leur cursus, les élèves du département se répartissent entre les licences d'ingénierie électrique sur le campus de Cachan et EEA sur le campus d'Orsay, ils sont regroupés en Maîtrise EEA, puis à nouveau séparés entre préparation à l'agrégation de génie électrique et à l'agrégation de sciences physiques option physique appliquée. Il est à noter que le département EEA accueille chaque année les épreuves orales des deux agrégations.

Lors de la création de l'antenne de Bretagne de l'ENS de Cachan en 1994, une annexe du département EEA est créée pour devenir ensuite le département de mécatronique.

Dès le début des années 90, pratiquement tous les élèves du département s'inscrivent en DEA après l'agrégation et une proportion croissante s'inscrit en thèse jusqu'à atteindre environ 80% dans les années 2000.

La réforme LMD est mise en place en 2005 : les sections sont supprimées, tous les élèves sont inscrits en L3 puis M1 à Orsay, les préparations aux agrégations restant inchangées.

À partir de la rentrée 2011, la première année du département est commune avec celle des départements de génie civil et de génie mécanique : c'est l'année SAPHIRE (Sciences Appliquées en PHysique et Ingénierie pour l'Enseignement Supérieur et la Recherche).

À partir de la session 2012 du concours, plus aucun poste n'est proposé à l'agrégation de sciences physiques option physique appliquée. Le master 2 de Formation à l'enseignement supérieur correspondant est maintenu pendant trois ans au sein du département.

Depuis la session 2013 du concours, l'agrégation de génie électrique est remplacée par l'agrégation de sciences industrielles de l'ingénieur option sciences industrielles et ingénierie électrique (dont les épreuves orales, à partir de la session 2014, ne se déroulent plus à Cachan).

À partir de la session 2017 du concours, l'agrégation de sciences industrielles de l'ingénieur comporte une nouvelle option, sciences industrielles et ingénierie informatique. Suite à cette ouverture, le département comporte à nouveau deux masters 2 de Formation à l'enseignement supérieur (M2FESup), en Physique des Systèmes d'Energie électrique et Electroniques (PSEE) et en Génie Informatique, Traitement du signal, Automatique, Electronique et Télécom (INTRANET).

Au début de l'année 2020, l'ENS Cachan a déménagé sur le plateau de Saclay au coeur de l'Université Paris Saclay dont elle est membre fondateur. L'école s'appelle dorénavant l'Ecole Normale Supérieur Paris Saclay. 

En septembre 2021, le département EEA est devenu le Département d'Enseignement et de Recherche Nikola Tesla, afin de favoriser l'intrication entre enseignement et recherche.