1848年间，William Wentworth计划在立法院将现有的悉尼学院（Sydney College）扩大成一个大学，他强调，建立一个国立大学对一个有着拥有自治政府抱负的社会是势在必行的，而这将为每个阶层的孩子提供一个为国家命运效力的机会。悉尼大学通过1850年10月1日签署的《悉尼大学法案》建立起来了。2年后，悉尼大学正式在今天的悉尼语法学校落成了。悉尼大学古色古香的校舍在1857年建成，因此保留着澳大利亚传统的建筑和文化特色。1858年2月27日，维多利亚女王授予悉尼大学皇家宪章，使其成为与英国的大学拥有相同的地位。1859年，悉尼大学从当时的校址迁往悉尼近郊的Camperdown，也就是今天的主校区之一。第二次世界大战后由私立改为公立。
在新南威尔士州，悉尼大学是高中毕业生的首选，吸引了大批优秀学生。2006年，在该大学录取的学生中，43%的大学录取成绩(UAI)在95分以上。与澳洲国立大学有着密切的合作联系，并于2005年初达成了合作伙伴协议，为将来的研究合作、学分互换，以及海外市场合作奠定了基础。悉大的牙科学院是澳洲规模最大的牙科学校，也是新南威尔士州唯一的牙科学校。并且悉尼音乐学院是世界上最出色的音乐学校之一。
悉尼大学有六所书院和其他宿舍机构。最早成立的三所书院是圣保罗书院（St Paul's College，圣公会，1854年），圣约翰书院（St John's College，天主教，1857年）和圣安德烈书院（St Andrew's College，长老会，1867年）。三个书院原先都只收男生，但自2000年以来圣约翰和圣安德烈书院都陆续招收了女生，现在只有圣保罗书院只收男生。三所书院可各容纳200左右住宿学生。后三所书院是女子书院（The Women's College，无教派，1889年），卫斯理书院（Wesley College，卫理公会，1910年），和圣索菲娅学院（Sancta Sophia College，天主教，1929年）。其中女子书院和圣索菲娅学院是女生书院，卫斯理书院兼收男女生。除了六座书院以外，悉尼大学附近的其他宿舍包括曼德堡楼（Mandelbaum House），1996年设立，是一所犹太教书院；国际学舍（The International House），是针对海外学生的宿舍楼；悉尼大学村（Sydney University Village），是公寓式的学生住宿，规模从单人房到多房连体屋不等。
悉尼大学主校区位于悉尼内城区，市中心西南，其哥特式的主楼和其它历史建筑是重要的文物遗产。160年后，现在学校已有多个校区，其中多数集中在悉尼，此外学校在澳大利亚全国各处以及国外拥有其他教研设施。主校区交通便捷，离红厥火车站（Redfern railway station）步行只要10分钟，离中央火车站（Central Railway Station）步行大约20分钟。主校区北边的巴拉马打路（Parramatta Road）以及坎伯当和达令顿校区的界路——城路（City Road）都是悉尼的重要巴士走廊。