Кафедра фізичного виховання організована в 1934 році, і є однією з перших і провідних кафедр фізичного виховання у вищих навчальних закладах країни.
Діяльність кафедри спрямована на організацію і проведення занять з фізичного виховання, створення умов для вдосконалення студентів в спортивних секціях університету, виховання здорових і всесторонньо розвинених фахівців.

За останні 20 років на кафедрі фізичного виховання накопичений багатий досвід з організації спортивно-оздоровчої роботи на факультетах і навчальних відділеннях з різних видів спорту. Проведено науково-методичне обґрунтування навчально-тренувального процесу для студентів всіх спеціальностей НТУУ «КПІ», підготовлена і опублікована велика кількість науково-методичних розробок, посібників, патентів на винаходи, монографій, навчальних і робочих програм з фізичного виховання.

Студенти за своїм бажанням мають змогу вибирати як вид спорту, так і викладача.

Заняття проводяться зі студентами 1-го та 2-го курсу  раз на тиждень за університетським розкладом. Також студенти одержують методичні вказівки для проведення самостійного додаткового заняття, яке проводиться один раз на тиждень в домашніх умовах (в рамках СРС) та спрямоване на розвиток відстаючих фізичних якостей.

Кафедра фізичного виховання проводить навчальну роботу зі студентами всіх факультетів НТУУ «КПІ» (близько 700 академічних груп) у вигляді практичних занять з 13-ти видів рухової активності та спорту:

• Аеробіка;
• Атлетична гімнастика;
• Баскетбол;
• Бокс та боротьба (Таеквон-до, Дзюдо);
• Волейбол;
• Легка атлетика;
• Настільний теніс;
• Плавання;
• Спортивна гімнастика;
• Теніс;
• Туризм;
• Шейпінг.

Також до навчальної програми входять заняття з стрільби з лука, регбі, футболу, які проводять викладачі кафедри спортивного вдосконалення.

Студенти з вадами здоров'я займаються за науково-обґрунтованими методиками на спеціальному медичному відділенні кафедри спортивного вдосконалення.

На заняттях з фізичного виховання студенти отримують прикладні знання, уміння і навички зі спортивно-оздоровчої та професійної діяльності, необхідні для їх навчання на технічних і гуманітарних факультетах НТУУ «КПІ». Крім того, студентам викладається матеріал предмету «Валеологія» у вигляді лекцій і бесід.

Кафедра фізичного виховання спільно з кафедрою спортивного вдосконалення організовує і проводить спортивно-оздоровчу роботу на факультетах НТУУ «КПІ»:

• проведення різного рівня змагань з представлених видів спорту, зокрема першості НТУУ «КПІ»;
• проведення Спартакіади НТУУ «КПІ»;
• проведення майстер-класів з різних видів спорту.