卡迪夫大学最初于1883年10月24日开始招生，并于1884年获得皇家许可证，任命阿布戴尔爵士（Lord Aberdare）为学校第一任校长。学校初名为南威尔士和蒙茅斯郡大学学院（University College of South Wales and Monmouthshire）。

1893年，该校与威尔士地区的北威尔士大学学院（班戈大学前身）和阿伯里斯特威斯威尔士大学学院（阿伯里斯特威斯大学前身）共同提出成立威尔士大学，获得许可证，开始作为威尔士大学的一部分单独授予学位。学校于次年（1894）年成立了医学院，但是医学院于1931年从学校分离出去，成立了威尔士大学医学院（University of Wales College of Medicine）。

1972年，学校改名为“卡迪夫大学学院”（University College, Cardiff）。1988年，由于学校面临严重财政困难，该校与威尔士大学科学与技术学院(University of Wales Institute of Science and Technology)合并，成为“卡迪夫威尔士大学学院”（University of Wales College, Cardiff）。1996年，由于威尔士大学的组成发生变动，学校又改名为“卡迪夫威尔士大学”（University of Wales, Cardiff）。1997年英国枢密院（Privy Council）授权学校独立颁发学位，但此时的学校仍然属于“威尔士大学”的一部分。1999年，学校改名为今天的名字——“卡迪夫大学”（Cardiff University），并加入了罗素集团（The Russell Group）。

2004年，原威尔士大学医学院（University of Wales College of Medicine）重新并入卡迪夫大学。同年12月，英国枢密院（Privy Council）授予独立大学的地位，正式命名为“卡迪夫大学”，独立于威尔士大学。

卡迪夫大学共设3个学院，分别是：人文艺术与社会科学院（College of Arts, Humanities and Social Sciences）、生物医学与生命科学院（College of Biomedical and Life Sciences）和物理与工程学院（College of Physical Sciences and Engineering）。3个学院共设26个系。

人文艺术与社会科学院下设11个院系，共有1100名员工和13000名学生。下设院系包括：卡迪夫商学院、英语语言和哲学院、地理与规划学院、历史与考古学和宗教研究学院、新闻与传播学院、卡迪夫法学院、现代语言学院、音乐学院、政治与国际关系学院、社会科学院和威尔士语言学院。人文艺术与社会科学院提供多样的本科和研究生课程，教给学生工作所需的必备技能。在2014年英国大学研究实力排名（REF）中，新闻与传播学院位列第2名，社会科学院位列第3名，卡迪夫商学院位列第6名，现代语言学院位列第7名，地理与规划学院位列第9名，卡迪夫法学院和政治与国际关系学院位列第13名。

在这些学院中，卡迪夫大学商学院（Cardiff Business School）经国际高等商学院协会（AACSB）权威认证的英国顶尖商学院，是卡迪夫大学最大的院系，也是欧洲最大的商学院之一。卡迪夫商学院的物流专业的研究处于业内领先地位，会计和金融专业也多年来排名全英前列。2014年英国大学研究实力排名（REF）中工商管理位列第6名。2013年学院获得英国特许管理学会（CMI）的认证，学生在完成MBA课程获得MBA学位的同时，还可以获得由英国特许管理学会（CMI）颁发的专业咨询证书（Diploma in Professional Consulting）。

卡迪夫大学新闻与传播学院（Cardiff School of Journalism, Media and Cultural Studies）成立于20世纪70年代，是英国知名的新闻学府，被评选为全球十大新闻学府之一。在英国大学研究实力排名（REF）中该学院位列第2名。学院与英国广播公司（BBC）、卫报（The Guardian）、泰晤士报（Times）等媒体均有广泛合作，给学生提供了良好的学习与实践的机会，有着新闻界“牛津”（Oxford of Journalism）的美誉。

生物医学与生命科学院是卡迪夫大学规模最大的学院，共有2000余名员工和7000名学生，下设8个院系：生命科学院、牙医学院、医疗卫生学院、临床医学院、视光与视觉科学院、药学院、心理学系和医学和牙医学研究生学院。在英国大学研究实力排名（REF）中，心理学系位列第2名，牙医学院和医疗卫生学院位列第4名、临床医学院位列第8名、生命科学院位列第13名。生物医学与生命科学院的主要研究领域包括肿瘤、免疫学、感染与炎症、心理学、大脑与神经科学、公共卫生以及生态系统。

卡迪夫医学院最早成立于1894年，在1931年从学校分离出去，成立了威尔士大学医学院（University of Wales College of Medicine），又于2004年由原威尔士大学医学院（University of Wales College of Medicine）重新并入卡迪夫大学。该学院是英国和欧洲最大的医学院之一，位于英国威尔士加的夫市健康公园附近的威尔士大学医院（University Hospital of Wales），拥有独立的图书馆和先进的医疗和教学设施，为学生的提供了良好的学习条件。在英国大学研究实力排名（REF）中，该院排名第8名。

物理与工程学院下设有建筑学院、化学院、计算机科学与信息科学院、地球和大洋科学院、工程学院、数学院、物理和天文学院。在英国大学研究实力排名（REF）中，工程学院的建筑工程排名英国首位，物理学和天文学院排名第6位，化学院和建筑学院排名第9位，数学院排名第19位，地球与大洋科学院排名第20位 。

卡迪夫大学地球与海洋科学学院（The School of Earth and Ocean Science）成立于1891年，卡迪夫大学最早成立的学院之一。该院拥有多名皇家科学院教授与成员，在众多科学领域取得重大科研成果。学院为学生提供了最新的实验设备，显微镜仪器，全天候计算机设备，科学实验室（Science Labrary），地球化学实验室（Geochemical Laboratories），（核）稳定同位素实验室（Stable Isotope Lab），3D半浸式成像实验室（3D Semi-immersive Visualisation Lab）等。