Bộ môn Vi sinh vật học được thành lập từ năm 1966. Trải qua hơn 55 năm kể từ khi thành lập, Bộ môn Vi sinh vật học đã trở thành một trong những Bộ môn nòng cốt của Khoa Sinh học, thực hiện chức năng đào tạo chuyên sâu về vi sinh vật học ở cấp độ Đại học và Sau đại học. Bộ môn Vi sinh vật học được xây dựng và phát triển bởi các Giáo sư, các nhà khoa học có chuyên môn cao về vi sinh vật học tại Việt Nam. Bộ môn Vi sinh vật học chịu trách nhiệm giảng dạy các môn học cơ bản cho Khoa Sinh học như Vi sinh vật học cơ sở, Vi sinh vật học ứng dụng, Vi sinh vật học phân tử, Vi rút học, Sinh học nấm, Vi sinh vật y học, Vi sinh vật học môi trường, và nhiều chuyên đề liên quan đến lĩnh vực Công nghệ sinh học [Vi sinh vật học thực phẩm, Công nghệ sinh học vi sinh vật, Công nghệ lên men, Vi sinh vật học công nghiệp, Cải biến di truyền vi sinh vật, …].
Bên cạnh đó, Bộ môn Vi sinh vật học đã và đang triển khai các hướng nghiên cứu chuyên sâu về vi sinh học trong xử lý môi trường, vi sinh vật học trong kiểm soát các bệnh hại cây trồng và thủy sản, cải biến di truyền vi nấm phục vụ công nghiệp và y dược, phát triển công nghệ lai tạo và nuôi trồng nấm dược liệu, vi sinh vật trong sản xuất nhiên liệu sạch, vi sinh vật trong sản xuất probiotic, vi sinh vật trong sản xuất các sản phẩm lên men, các phương pháp hiện đại trong chẩn đoán vi sinh vật gây bệnh.