Кафедра прикладної фізики і наноматеріалознавства — одна з наймолодших у Національному університеті «Львівська політехніка».
Ідея розгортання наукових досліджень у сфері нанотехнологій була підтримана ректором Національного університету «Львівська політехніка», професором Ю.К. Рудавським і під його керівництвом у 2002 році засновується Наукова школа «Дослідження фізико-хімічних процесів в структурах з нановимірною геометрією». У цьому ж році, в рамках діяльності школи, була створена науково-дослідна лабораторія нанофізики і молекулярної енергетики, а згодом — у 2006 році — кафедра «Інженерне матеріалознавство і прикладна фізика», яка у 2012 році перейменована на кафедру «Прикладна фізика і наноматеріалознавство».
Ініціатором створення та першим завідувачем кафедри став доцент, кандидат фізико-математичних наук Григорій Володимирович Понеділок. Вагому роль у становленні кафедри зробили доктор фізико-математичних наук, професор Богдан Антонович Лукіянець, доцент, кандидат технічних наук Анатолій Іванович Кондир і завідувач кафедри 2012-2019 років, доктор технічних наук, професор Іван Іванович Григорчак.
Кафедра у 2016 році успішно ліцензувала та акредитувала підготовку фахівців за освітніми програмами «бакалавр» та «магістр» зі спеціальності 105 Прикладна фізика і наноматеріали. У тому ж році проведено роботи, скеровані на ліцензування кафедри для підготовки фахівців найвищого, ІІІ рівня акредитації — «доктор філософії», та отримано відповідну ліцензію від Міністерства освіти і науки України.
Кафедра має філію в «Інституті фізики конденсованих систем» НАН України. Активно розвивається всебічна співпраця кафедри з Центром мікроелектроніки і нанотехнологій Жешівського університету та Електричним відділом Ченстоховської політехніки (Республіка Польща), Інститутом полімерів АН Словаччини (м. Братислава).
Сьогодні кафедра нараховує 24 працівника. Очолює її доктор технічних наук, професор Андрущак Анатолій Степанович.