Osmanlı Devleti'nin 18'inci yüzyılın ikinci yarısında hayata geçirmeye çalıştığı askerî ıslahatların temelinde, sürekli saldırı altında olan ve toprak kaybeden devletin sınırlarını muhafaza etmek için çağın gereklerine uygun bir ordu teşkil etmek ve bu orduya çağdaş usullere göre eğitilmiş profesyonel subaylar yetiştirmek vardı. Ordunun topçu ve istihkâm subayı ihtiyacını karşılamak için 1795 yılında Mühendishâne-i Berrî-i Hümâyun kurulmuştu ancak ordunun aslî unsuru olan piyade ve süvari sınıflarına subay yetiştirecek bir okulun kuruluşu ancak ordu teşkilatında geniş çaplı bir ıslahat yapılmasından sonra mümkün oldu.

1826 yılında Sultan II. Mahmut'un Yeniçeri Ocağı'nı lağvetmesiyle, Osmanlı Devleti nihayet ordu teşkilatını bütünüyle yenileme imkânı bulmuş ve Asâkir-i Mansure-i Muhammediye adıyla yeni bir ordu teşkil edilmişti. 1828-29 Osmanlı-Rus Harbi ve 1833'te Mısır Valisi Mehmed Ali Paşa'nın birliklerine karşı girişilen muharebelerde sevk ve idarede görülen zaafiyet sonucu, yetişmiş subay ihtiyacı ciddi bir biçimde kendisini göstermişti. Osmanlı devlet ricali Fransa'daki École Militaire benzeri bir askerî mektep kurulmasını Sultan II. Mahmut'a önerdi. Avrupa'da uzun süre resmî görevlerde bulunmuş 2'inci Hassa Mirlivası Namık Paşa bir zâbit (subay) talimgâhı açılması konusunda padişahı ikna etti.

Namık Paşa'nın çalışmaları sonucu, Hassa Ordusu kuruluşunda 8 kısımlı bir tabur olan subay talimgâhı Râmi ve Davutpaşa kışlalarında 1834 yılında talime başladı. Bu tarih, günümüzde Kara Harp Okulu'nun kuruluş tarihi olarak kabul edilmektedir. Okulun en üst düzey amiri mektep nâzırı (okul komutanı) idi. Kurulduğu dönemde Mekteb-i Ulûm-i Harbiyye, Mekteb-i Fünûn-ı Harbiyye, Asâkir-i Hâssa-i Şâhâne, Mekteb-i Harbiyye-i Mansûre ve Mekteb-i Hâssa gibi isimlerle anılan bu kurum, II. Mahmut'un 1835'de mektebe yaptığı ziyaretin ardından Cumhuriyet'e kadar resmî olarak Mekteb-i Fünûn-ı Harbiyye-i Şahâne adıyla, gayriresmî olarak ise Mekteb-i Harbiyye adıyla anıldı. İlk olarak Râmi Kışlası'nda faaliyete başlayan mektep kısa süre sonra Maçka Kışlası'na taşındı. 1844 yılında Dolmabahçe'deki Çinili Köşk'e ve 1847'de ise Pangaltı'na taşınmıştı.

Başlarda bir yükseköğrenim kurumunu andırmayan Mekteb-i Harbiyye'de, Mektep Nazırı Selim Satı Paşa döneminde (1837-1841) önemli düzenlemeler yapıldı. Teorik öğretimden sorumlu ders nazırlığı makamı kuruldu. Harbiyelilere "talebe" denilmeye başlanırken nöbet, temizlik, yemek hazırlamak gibi okulda kendi yaptıkları işler, ordudan getirilen bir hizmet bölüğü tarafından devralındı. Başta Fransa'dan olmak üzere Avrupa'dan hocalar getirilerek, her derse o konuda ehil kişilerin girmesine özen gösterildi. Okula hoca tayin edilecek kişilerin Arapça ve Farsça dillerini bilmelerine önem verildiği gibi, Fransızca da zorunlu ders olarak okutulmaya başlandı.

1846 yılında bir kısım Harbiyeliye not sıralamalarına göre mülâzım-ı sânî (teğmen) ve mülâzım-ı evvel (üsteğmen) rütbeleri verilmişse de Selim Satı Paşa'nın yerine mektep nazırlığına gelen Rıfat Paşa, bunların eğitimlerini yeterli görmeyerek geri çağırmış ve mektebe zâbit olarak devam etmelerine karar vermiştir. 10 Harbiyeli 1848 yılında, 12'si ise 1849'da Mekteb-i Harbiyye'nin ilk mezunları olmuştur. Bunların arasından 3'ü aynı yıl kurulan Erkân-ı Harbiyye (kurmay) sınıfına ayrılmış ve 1849'da erkân-ı harb (kurmay) yüzbaşı olarak mezun edilmişlerdir. 1848 mezunlarından biri muallim (öğretmen) sınıfına ayrılarak, 1849 mezunlarından 2'si ise bir sınıfa ayrılmayarak mektepte hoca olarak bırakılmıştır.

1845 yılında askerî idadîler (askeri liseler) kurulmuş ve bunların eğitim süresi 5 yıl olarak belirlenmişti. Mekteb-i Harbiyye'nin eğitim süresinin de 4 yıl olmasına karar verilmişti. Müşir Ahmet Paşa'nın 1848-1853 yılları arasındaki mektep nazırlığı döneminde mektepte piyade ve süvari sınıflarına ek olarak baytar (veteriner) sınıfı subaylar da yetiştirilmeye başlandı. Kırım Harbi sırasında hasta ve yaralıları barındırmak için Pangaltı'ndaki mektep binasının kullanılmasına karar verilince Mekteb-i Harbiyye 1854'de Taşkışla'daki Seraskerlik Karargâhı'na taşındı. 1859 yılında ise buradan Sarayburnu'ndaki Gülhane Hastanesi'ne nakledildi. Kırım Savaşı sırasında Pangaltı'ndaki mektep binası yanmış ve 1862 yılında Sultan Abdülaziz'in emriyle yanan binanın temelleri üzerine yeni bir mektep binası inşa edilmişti. Mekteb-i Harbiyye, 1863'de inşaatı biten ve günümüzde Askerî Müze ve Kültür Sitesi Komutanlığı olarak faaliyet gösteren binasına aynı yıl taşınmış ve Birinci Dünya Savaşı başlayana kadar kesintisiz olarak burada eğitim ve öğretime devam etmişti.

1847'den 1883 yılında ilk Alman askerî yardım heyetinin gelişine kadar Mekteb-i Harbiyye'de Fransız usulü bir öğretim verilmişti. Fransızcanın yanı sıra fenn-i harb (taktik ve strateji), binicilik, manej, topçuluk ve süvari taktikleri, arazi taksimi, haritacılık, geçici ve daimî tahkimat inşası, askerî mimarlık, meç ve kılıç talimleri müfredatta yer alan temel askerî derslerdi. Mezunların mülkî idarede görevlendirilmeye devam edildiği 1850 ve 1860'larda, devlet kadrolarındaki işleri de görebilmeleri için müfredata askerî olmayan dersler de ilâve edilmişti. 1873 yılında dört yıl olan öğretim süresi üç yıla indirildi. Okula yeni başlayacak öğrencilerin daha sağlam bir akademik temele sahip olmaları amacıyla 1875 yılında askerî rüşdiyeler (ortaokullar) açıldı. Aynı yıl rüşdiye eğitimi dört yıl, idadî eğitimi ise üç yıl olarak belirlendi.

1883 yılında Alman ordusundan Binbaşı Colmar Freiherr von der Goltz'un Osmanlı Ordusu'nda iki rütbe yükseltilerek general/paşa rütbesiyle göreve başlayıp Askerî Mektepler Müfettişliğine getirilmesinden sonra Mekteb-i Harbiyye'de yeni bir reform süreci başladı. Goltz Paşa, Fransız usulü ve mühendislik ağırlıklı teorik öğretimin terkedilip Berlin'deki harp okulundaki gibi uygulamalı eğitim-öğretime geçilmesi için çabaladı. Onun emriyle ders kitapları tekrar yazıldı ve bazılarını da bizzat kendisi yazdı. Harp tarihi, tabiye (taktik), resim ve matematik gibi Alman askerî okullarında büyük önem verilen dersler Harbiye'de de önem kazandı. Özellikle askerî derslerin uygulamalı yapılmasına özen gösterildi.

Yanyalı Esat Paşa'nın (BÜLKAT) ders nazırlığı döneminde, öğrenci sayısındaki artış sebebiyle, Almanya'da olduğu gibi ordu merkezlerine (Edirne, Manastır, Erzincan, Şam, Bağdat) harp okulları açılması düşünülmüş ve 1905 yılında bu düşünce hayata geçirilmişti. Ancak bu harp okulları, ehil öğretmen bulunamaması sebebiyle II. Meşrutiyet sonrası 1908'de kapatıldı. Yine bu dönemde okulun eğitim süresi üç yıldan iki yıla indirildi ve tabur teşkilatından alay teşkilatına geçildi.

1912 yılında Balkan Harbi'nin başlamasıyla bazı öğrenci ve öğretmenlerin cepheye gönderilmesi nedeniyle eğitimde aksamalar yaşandı. Sınavlar yapılamadığı için ikinci sınıflar mezun olamadığı gibi, birinci sınıflar da ikinci sınıfa geçemedi. Birinci sınıfı tekrar okumak zorunda kalanların şikâyetleri üzerine bunların hızlandırılmış eğitimle zâbit vekili (asteğmen) olarak mezun edilmesine karar verildi. İkinci sınıf öğrencileri de mülâzım-ı sânî (teğmen) olarak mezun oldular. Birinci Dünya Savaşı'nın başlamasıyla birlikte okuldaki öğrenciler kıdemsiz zabit namzetleri olarak mezun edilerek Harbiye kapatıldı. Bununla beraber, okul binası savaşın sonuna kadar ihtiyat zâbitleri (yedek subay) talimgâhı olarak faaliyet gösterdi ve sonra da hastane olarak kullanıldı. Mütareke Dönemi'nde 1 Ocak 1920'de yeniden faaliyete geçen Mekteb-i Harbiyye, İstanbul'un işgalinin ardından işgal kuvvetleri tarafından kapatıldı. İşgal süresince, topçu zâbiti yetiştiren Halıcıoğlu'ndaki Mühendishâne-i Berrî-i Hümâyun öğrencilerini de bünyesine katarak farklı okullarda güç şartlarda eğitim ve öğretimini sürdürmeye çalışan Harbiye'nin faaliyetleri işgal kuvvetleri tarafından sürekli sekteye uğratıldı ve 1922 yılı Ekim ayında tamamen sona erdi. Bu süre zarfında öğrencilerin büyük bir kısmı Anadolu'daki Millî Ordu'ya katılmış bulunuyordu.

İstanbul'un işgalinin ardından Anadolu'ya kaçarak İstiklal Harbi'ne katılan askerî lise öğrencileri ve diğer askerî öğrenciler 1 Temmuz 1920'de Cebeci'deki Abidin Paşa Köşkü'nde açılan Sunûf-ı Muhtelife Zâbit Namzetleri Talimgâhı'nda eğitime başladılar. Bu talimgâh İstiklal Harbi boyunca Millî Ordu'nun takım ve bölük komutanı ihtiyacını karşılamaya yardımcı oldu. Talimgâh 1 Nisan 1923'de Harbiye Mektebi adını aldı ve 27 Eylül 1923'de İstanbul'a nakledilerek Pangaltı'ndaki okul binasında eğitim-öğretim faaliyetine devam etti. Uzun bir aradan sonra yuvasına dönen Mekteb-i Harbiyye'nin eğitim süresi iki yıl olarak belirlendi ve ilk mezununu 1924 yılında verdi. 1931 yılında yeniden alay teşkilatına geçildi. Bu yıllarda Ankara'da Dikmen yolunda, projesi Avusturyalı mimar Clemens Holzmeister tarafından art deco mimarî üslubuyla hazırlanan yeni ve modern tesislere sahip bir okul inşaatına başlanmıştı. İnşaatın 1936 yılında tamamlanmasının ardından Harbiye Mektebi, 25 Eylül 1936'da Pangaltı'ndaki binasına veda etti ve başkentteki yeni binasına (günümüzde "Atatürk Sitesi") taşındı.

15 Ağustos 1934 tarihli Harp Okulu talimatında, askerî liselerden alınan öğrencilerin önce kıta stajına gönderilip sonra Harp Okulu'nda eğitime başlamaları karara bağlanmıştı. Harp Okuluna alınan öğrenciler, öğrencinin arzu ve istidadına göre piyade, topçu, muhabere, istihkâm, demiryolu, hava, nakliye, levazım, askerî hekim, eczacı ve kimyager, askerî baytar, askerî hâkim, askerî öğretmen ve jandarma sınıfına ayrılmaktaydı. Bu usul 1945 yılına kadar yürürlükte kaldı.

1945 yılında Genelkurmay Başkanlığı'nın emriyle başlangıçtaki staj kaldırıldı ve askerî derslerin yanına bazı teknik ve genel kültür dersleri eklendi. Harbiyelilerin meslekî sınıflarının iki yıllık eğitimin ardından mezun olurken belirlenip, mezuniyetin ardından ilgili sınıf okuluna gönderilmelerine karar verildi. Sınıf okullarının eğitim süresi de iki yıl olarak belirlendi. 1947 yılında Harp Okulu alay kuruluşundan tümen kuruluşuna çıkarıldı. 2 Ekim 1948 tarihli Genelkurmay Başkanlığı'nın emri uyarınca eğitim ve öğretim süresi, bir yılı "meslek hazırlama sınıfı" olmak üzere üç yıla çıkarıldı. 1949 yılında yenilenen Harp Okulu talimatıyla yıl içinde eğitim ve öğretim faaliyetlerinin ardından yazın atış ve eğitim için kampa gidilmeye başlandı. İlk kamp Eğirdir'de yapılırken sonradan bu faaliyet İzmir, Menteş'e taşınmıştı.

1951 yılına kadar Harp Okulu'nda yetişen havacı subaylar Hava Harp Okulu'nun açılmasıyla kendi okullarında yetişmeye başladı ve Harp Okulu 1950'li yılların ortalarından itibaren istisnalar dışında sadece karacı subaylar yetiştiren bir Kara Harp Okulu haline geldi.

22 Şubat 1962 ve 20 Mayıs 1963 darbe girişimleri sonrası bu faaliyetlere dâhil olan öğrencilerin okulla ilişiği kesildiği için 1963 ve 1964 yılında mezun veremeyen Kara Harp Okulu'nda, ordunun subay talebini daha hızlı biçimde karşılamak amacıyla 1963 yılında meslek hazırlama sınıfı kaldırıldı ve eğitim tekrar iki yıla indirildi. Henüz bir kuruluş kanununa sahip olmayan Kara Harp Okulu, 4 Ağustos 1971 tarihli ve 1462 sayılı Harp Okulları Kanunu uyarınca kanunî bir yükümlülük altına sokuldu. Bu kanunla eğitim süresi tekrar üç yıla çıkarıldı. Yine bu yıldan itibaren okulda okutulan fen bilimleri ve sosyal bilimler dersleri için üniversiteden sivil akademisyenler okulda ders vermeye başladı.

Kara Harp Okulu 1974 yılında dört yıllık eğitime geçmiş ve lisans düzeyinde eğitim vermeye başlamıştır. 1974-1991 yılları arasında Harbiyeliler Makine, İnşaat, Elektrik-Elektronik, Harita Mühendisliği, Yönetim/İşletme bölümlerini bitirerek bu programlardan lisans derecesi almışlardır. 1991 - 1992 Eğitim Öğretim Yılı'ndan itibaren Sistem Mühendisliği programına aşamalı olarak geçilmiştir. 2011-2012 Eğitim ve Öğretim Yılı itibarıyla çoklu lisans programında eğitim verilmeye başlanmış, hâlihazırda Bilgisayar Mühendisliği, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği, Makine Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Savunma Yönetimi, Uluslararası İlişkiler ve Tarih lisans programlarında lisans öğretimi sürdürülmektedir. 30 Ağustos itibariyle Teğmenlik payesine erişen Harbiyeliler subaylık diplomasının yanı sıra uluslararası geçerliliği olan lisans diplomasına da sahip olmaktadır.

11 Mayıs 2000 tarihinde Türkiye Büyük Millet Meclisi'nde kabul edilen ve 17 Mayıs 2000 tarihinde Resmî Gazetede yayımlanarak yürürlüğe giren Harp Okulları Kanunu ile Kara Harp Okulu "yükseköğretim kurumları" içerisinde "üniversiteler" ile birlikte sayılmış, çağdaş bir yükseköğretim kurumu olarak, üniversite yapısı çerçevesinde teşkilatlanmasının yasal dayanağı oluşmuştur. Türk askeri eğitim-öğretim sisteminin yeniden yapılandırılması kapsamında 9 Kasım 2016 tarihli 6756 sayılı kanun ile Millî Savunma Üniversitesi (MSÜ) kurulmuş ve akabinde Bakanlar Kurulu'nun 14 Kasım 2016 tarihli 2016/9522 sayılı kararı ile harp okulları MSÜ kuruluşuna dâhil edilmiştir. MSÜ bünyesinde teşkilat ve kadrosu yeniden yapılandırılan Kara/Hava/Deniz Harp Okulu, 4566 sayılı Harp Okulları Kanunu'nda 15 Ağustos 2017 tarihli 694 no.'lu KHK ile yapılan değişiklik hükümlerine uygun olarak eğitim ve öğretim faaliyetlerine devam etmektedir.