2013年5月に日本の内閣総理大臣安倍晋三とトルコ首相レジェップ・タイイップ・エルドアンの間で戦略的パートナーシップの構築に関する共同宣言が署名され、合同の国際大学の設置協力が明記されたため、2015年12月より協定締結に向けた交渉が進められていた[3]。
2016年6月30日、日本代表岡浩（トルコ駐箚特命全権大使）とトルコ代表ユスフ・テキン（英語版）（国家教育省次官）はアンカラでトルコ・日本科学技術大学の設置に関する協定に署名した[3]。協定は10月3日にトルコ共和国官報（英語版）に掲載され、11月29日に日本で公布・告示された[5]。同年11月11日に発効した。
条約第1条により、トルコ・日本科学技術大学はトルコの高等教育法の適用から除外される。また条約第4条で教育言語が英語に定められた。
2017年6月にトルコでトルコ・日本科学技術大学の設置法が成立、2019年には理事10名（日本側4名、トルコ側6名）が任命された[7]。同年8月2日、第1回理事会が開催された[7]。
2021年11月20日、ベキル・サーミ・ユルバシュ（Bekir Sami Yılbaş）が初代学長に任命された[8]。2023年4月、三原久和がプロボスト（筆頭副学長）に就任した[9]。
2022年5月時点では2023年の開学を目標としていたが[10]、2023年9月時点では2024年秋に学生約30人、教員約10人での開学を予定している[9]。
