Основан в 1853 указом, принятым законодательными органами Виктории (начал функционировать в 1855, первоначально в нем преподавали 4 профессора и обучалось 60 студентов). Университет был отделен от церкви, в его составе не было традиционных богословских факультетов. В 1857 при университете открыта школа права, в 1862 — школа медицины, в 1895 — консерватория. В 1881 к обучению были допущены женщины. В университете учились и работали видные австралийские ученые, политики, предприниматели, артисты и доктора. В университете (по состоянию на 2005) преподают нобелевские лауреаты, профессора иммунологи П. Доэрти и Б. Закман.
В состав Мельбурнского университета входит 11 факультетов: архитектуры и градостроительства; искусств; экономики и коммерции; педагогический; инженерного дела; земельных и пищевых ресурсов; юридический; медицины, стоматологии и здравоохранительных наук; музыки; естественнонаучный; ветеринарный. С 1872 в состав университета входят колледжи (по образцу Оксфордского университета, заимствованы даже многие названия), в общей сложности в них обучается около 3 тыс человек. Наиболее известны: Тринити (основан в 1872), Ормонд (1881), Джанет Кларк Холл (1886), Куинс (1887), Уитли (1891), Ридли (1910), Ньюман (1918), Медли Холл (1954), Международный дом (1957). В 2004 в Мельбурнском университете обучалось 40 тыс студентов, работало 3 тыс преподавателей.