ฝ่ายเทคโนโลยีการศึกษา ได้เริ่มดำเนินการมาตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2517 ใช้ชื่อว่า 'ศูนย์วัสดุการศึกษา' พ.ศ. 2518 ได้ดำเนินการก่อสร้างอาคารที่ทำการหลังปัจจุบัน (อาคาร 16) แล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2520 ต่อมาในปี พ.ศ. 2521 ได้เปลี่ยนชื่อเป็น 'โครงการจัดตั้งสำนักเทคโนโลยีการศึกษา' และ 'โครงการจัดตั้งศูนย์เทคโนโลยีทางการศึกษา' ตามลำดับ ต่อมาได้รวมกับหอสมุดจอห์น เอฟ เคนเนดี้ หอสมุดคุณหญิงหลง อรรถกระวีสุนทร หอสมุดวิทยาศาสตร์สุขภาพ เป็นสำนักวิทยบริการเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2532 ฝ่ายเทคโนโลยีทางการศึกษาจึงมีฐานะเป็นฝ่ายหนึ่งในสำนักวิทยบริการ

เมื่อวันที่ 21 ตุลาคม 2563 สำนักวิทยบริการมีการปรับโครงสร้างหน่วยงานภายใน โดยเปลี่ยนชื่อเป็น ฝ่ายเทคโนโลยีและนวัตกรรมการเรียนรู้ ประกอบด้วย 2 กลุ่มงาน คือ กลุ่มงานสื่อสิ่งพิมพ์ดิจิทัลและเทคโนโลยีการเรียนรู้ และ กลุ่มงานเทคโนโลยีดิจิทัลและมัลติมีเดีย