Am 13. April 1901 bekommt die Technischen Hochschule in Graz das Promotionsrecht zuerkannt. Am 14. November 1901 findet die Promotion des k.k. Statthalterei-Ingenieurs Hans Löschner zum Doctor rerum technicarum an der Technischen Hochschule in Graz statt. Die erste Promotion an der TH Graz ist zugleich die erste Vergabe des Technischen Doktorates in der ganzen Monarchie.
Im Jahr 1917 wird die Berufsbezeichnung „Ingenieur“ eingeführt. Diese ist Absolventen eines Hochschulstudiums vorbehalten. Seit dem Jahr 1938 gibt es die Berufsbezeichnung „Diplom-Ingenieur“.
Ab 1919 sind weibliche Studierenden zugelassen. Als erste Frau schließt Martha Spiera aus Wien am 13. Jänner 1923 ihre Ausbildung an der chemisch-technischen Schule der Technischen Hochschule in Graz erfolgreich ab. Hedwig Katschinka aus St. Pölten erhält als erste Frau das Doktorat der technischen Wissenschaften mit der Promotion am 26. Oktober 1926. Ihr Fachgebiet ist Chemie.
In der Zeit des Ständestaates wird die Technische Hochschule in Graz aus Einsparungsgründen mit der Montanistischen Hochschule in Leoben zusammengelegt.
Zu Kriegsbeginn, am 1. September 1939, wird die Technische Hochschule bis zum Jänner 1940 geschlossen. Der Lehrbetrieb bricht zusammen, im Sommer 1944 wird eine Zusammenlegung der drei steirischen Hochschulen erwogen, zahlreiche Institute werden aufs Land verlagert. Bomben bringen im November 1944 den Mitteltrakt der Neuen Technik vom Erdgeschoß bis zum vierten Stock zum Einsturz. Die Wiederaufbauarbeiten dauern bis zum Wintersemester 1951/ 52. Der Verlust an Studenten durch den Abzug zur Wehrmacht wird durch Studentinnen kompensiert: Von 1939 bis 1944 erhöht sich der Frauenanteil von 1,9 Prozent auf 23,5 Prozent.
Nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges am 8. Mai 1945 wird der Vorlesungsbetrieb wieder aufgenommen. Am 4. Juni beginnt die Einschreibung für das Sommersemester mit 144 Studierenden.
Das Hochschul-Organisationsgesetz 1955 (HOG 1955) verleiht den Hochschulen und Fakultäten eine eingeschränkte Rechtspersönlichkeit. Die Technische Hochschule in Graz wird in die drei Fakultäten Bauingenieurwesen und Architektur, Maschinenwesen und Elektrotechnik sowie Naturwissenschaften gegliedert.
Das Universitäts-Organisationsgesetz 1975 (UOG '75) bringt bedeutende Organisationsänderungen. Alle Entscheidungen im universitären Bereich sind Kollegialorganen übertragen. Rektoren und Dekane selbst haben so gut wie keine Entscheidungskompetenz. In der administrativen Verwaltung kommt ein Universitätsdirektor zum Einsatz, der teilweise dem für zwei Jahre gewählten Rektor und teilweise dem Minister für Wissenschaft und Forschung untersteht. Die Technische Hochschule heißt ab 1976 „Technische Universität Graz", kurz „TU Graz“ oder „TUG“, mit dem Beinamen "Erzherzog-Johann-Universität". Sie gliedert sich in die fünf Fakultäten Architektur, Bauingenieurwesen, Maschinenbau, Elektrotechnik sowie die Technisch-Naturwissenschaftliche Fakultät.
Das Universitäts-Organisationsgesetz 1993 (UOG '93) bringt ein verstärktes Aufsichtsrecht des Bundesministeriums und gibt den Kollegialorganen mehr Richtlinienkompetenzen. Die Position des Rektors wird deutlich gestärkt: Er übt seine Tätigkeit hauptamtlich aus, entscheidet über alle Personalaufnahmen, verhandelt bei Berufungen mit dem Bundesministerium und bestellt die Leiterinnen und Leiter der Dienstleistungseinrichtungen. Er verteilt außerdem das Budget und ist für dessen Einhaltung verantwortlich. Die Vizerektoren und Leiterinnen und Leiter der Dienstleistungseinrichtungen sind weisungsgebunden und unterstehen direkt dem Rektor. Rektor und Dekane werden für vier Jahre gewählt, Studiendekane und Vorsitzende der Studienkommissionen für zwei Jahre.
Das alte Siegel der TU Graz mit Symbolen für die fünf Fakultäten wird ersetzt. Das neue Logo beruht auf fünf roten ineinander fließenden Quadraten, die ursprünglich die damaligen fünf Fakultäten symbolisieren, aber auch für Interdisziplinarität und Kooperationen im gesamten Spektrum von Forschung und Lehre stehen. Die „Wortmarke“ TU Graz löst 2005 das zuvor verwendete „TUG“ ab.
1999 unterfertigen 29 europäische Bildungsminister in Bologna eine Erklärung zur Schaffung eines einheitlichen europäischen Hochschulwesens bis 2010. Auch Österreich unterzeichnet. Die vereinbarten Maßnahmen betreffen unter anderem vergleichbare Studienabschlüsse – Bachelor-, Master- und Doktoratsstudien –, die Verwendung von ECTS und die Förderung der Mobilität. Im Wintersemester 2001/02 startet die Telematik als erste Studienrichtung an der TU Graz ein Bachelorstudium und leitet damit die Umstellung des Diplomstudien-Systems auf das Bachelor- und Masterstudien-System ein, die im Wintersemester 2009/10 mit der Einführung des Masterstudiums Architektur abgeschlossen ist.
Mit 1. Jänner 2001 überträgt der Bund alle Grundstücke und Gebäude der TU Graz an die bundeseigene „Bundesimmobiliengesellschaft m.b.H. BIG“. Ab diesem Zeitpunkt ist die TU Graz Nutzerin der gemieteten BIG-Räumlichkeiten.
Das Universitätsgesetz 2002 (UG '02) tritt an allen österreichischen Universitäten mit 1. Oktober 2002 in Kraft, wird aber erst mit 1. Jänner 2004 wirksam. Es enthält alle Gesetzesbestimmungen zu Organisationsrecht, Studienrecht, Budgetrecht und Personalrecht in einem Bundesgesetz. Mit dem neuen Gesetz werden alle Universitäten aus der Bundesverwaltung ausgegliedert und erhalten ein Globalbudget, das auch eine Leistungskomponente beinhaltet. Mit dem zuständigen Bundesministerium sind Leistungsvereinbarungen über wissenschaftlich und gesellschaftlich erwünschte Ziele abzuschließen. Die Universitäten sind fortan Arbeitgeberinnen ihres Personals.
Die Implementierung des UG 2002 ist mit 2004 abgeschlossen. Die TU Graz wird in sieben Fakultäten gegliedert, die gemeinsam rund 100 Institute beherbergen, und wird laut Gesetz eine eigenständige juristische Person öffentlichen Rechts. Die Universitätsleitung besteht aus dem Rektorat, dem Senat und dem Universitätsrat.
Die Zusammenarbeit von TU Graz und Karl-Franzens-Universität Graz in Chemie, Geowissenschaften, Mathematik und den Molekularen und Technischen Biowissenschaften mündet 2005 in eine institutionelle Kooperation. Unter dem Titel „NAWI Graz“ setzen die beiden Universitäten gemeinsam Bachelor-, Master- und Doktoratsstudien um und verpflichten sich zur Organisation und Durchführung gemeinsamer Forschungsvorhaben.
Gemeinsam mit der TU Wien und der Montanuniversität Leoben gründet die TU Graz 2010 den Verein „TU Austria“. Die TU Austria-Universitäten bündeln ihre Kräfte in den Bereichen Forschung, Lehre und Hochschulpolitik und präsentieren sich gemeinsam als Partner für Wirtschaft und Industrie.
Die TU Graz feiert ihr 200jähriges Bestehen mit einem Festakt, der Ausstellung „200 Köpfe der Wissenschaft“ und zahlreichen Veranstaltungen.
Mit der interuniversitären Kooperation "BioTechMed-Graz" vereinen die Karl-Franzens-Universität Graz, die Medizinische Universität Graz und die TU Graz ab 2012 ihre Kompetenzen an der Schnittstelle zwischen Mensch, Technik und Medizin.
Nachdem seit 2013 alle Doctoral Schools der TU Graz englischsprachig sind, beginnt 2014 die Einrichtung englischsprachiger Masterstudien. Den Anfang machen die Studien „Computer Science“, „Technical Chemistry“ und „Chemical and Phamaceutical Engineering“. Jährlich folgen weitere Masterstudien, die auf Englisch umgestellt werden. Im Studienjahr 2019/20 bietet die TU Graz bereits 16 von 35 Masterstudien in englischer Sprache an.
Die TU Graz eröffnet an ihrer strategischen Partneruniversität Tongji Universität in Shanghai ihr erstes internationales Verbindungsbüro. Ziel und Aufgabe des Büros ist die noch engere Vernetzung der beiden strategischen Partneruniversitäten, Ausbau und Weiterentwicklung der Zusammenarbeit zwischen Tongji Universität und TU Graz sowie die Förderung des Austausches unter Studierenden und Mitarbeitenden. Rasch folgen weitere Außenstellen an der ETH Zürich, an der TU München und an der TU Berlin sowie gemeinsam mit der Karl-Franzens-Universität Graz und der FH JOANNEUM die Verbindungsbüros Slowenien und Kroatien. Zudem wird eine Kontaktstelle an der Türkisch-Deutschen Universität in Istanbul etabliert.
Anna Eibel und Maria Eichlseder sind die beiden ersten Frauen, die an der TU Graz sub auspiciis praesidentis promovieren – genau 100 Jahre, nachdem erstmals Frauen an Technischen Hochschulen zum Studium zugelassen wurden.
Die TU Graz verabschiedet eine ehrgeizige Roadmap für ihren Weg zur Klimaneutralität bis 2030 und nimmt damit ihre gesellschaftliche Verantwortung und Vorbildwirkung in Sachen Klimaschutz wahr.