Hacettepe Üniversitesi Fen Fakültesi’nin kökeni, 26 Eylül 1963 tarihli ve 337 sayılı Kanun ile Ankara Üniversitesi'ne bağlı ikinci bir tıp fakültesi olarak kurulan Hacettepe Tıp ve Sağlık Bilimleri Fakültesi’ne dayanmaktadır. 1965 yılında kurulan Temel Bilimler Yüksekokulu bünyesinde Biyoloji, Matematik ve İstatistik bölümleri yer almıştır.

8 Temmuz 1967 tarihli ve 12642 sayılı Resmî Gazete’de yayımlanan, Hacettepe Üniversitesi Kurulması Hakkındaki Kanun başlıklı 892 sayılı Kanun ile Hacettepe Tıp ve Sağlık Bilimleri Fakültesi, Hacettepe Üniversitesine dönüştürülmüştür. Bu kanun kapsamında tüzel kişiliğe sahip, özerk bir üniversite olarak kurulan Hacettepe Üniversitesi'ne bağlı üç fakülteden biri Fen ve Sosyal Bilimler Fakültesi olmuştur.

Fen alanındaki eğitim ve araştırma faaliyetleri, 1968 yılında Fen ve Mühendislik Fakültesi çatısı altında devam etmiş; 23 Ağustos 1971 tarihinde fakültenin Mühendislik Fakültesi ve Fen Fakültesi olarak ikiye ayrılmasıyla, Fen Fakültesi bağımsız bir yapı kazanmıştır. 2547 sayılı Yükseköğretim Kanunu çerçevesinde yapılan yeni düzenlemelerle, fakülte bünyesinde Biyoloji, İstatistik ve Matematik bölümleri yer almıştır.

1992 yılında Kimya Bölümü, Mühendislik Fakültesi’nden Fen Fakültesi’ne bağlanmış, 2002 yılında ise Aktüerya Bilimleri Bölümü açılarak fakültenin akademik yapısı genişletilmiştir.