长沙理工大学研究生教育肇始于上世纪80年代。1986年10月，原国家教育委员会(86)教研字027号文件批准原长沙交通学院为新增硕士生招生单位，招生专业为“汽车运用工程”，实现了学校硕士点“零”的突破。1987年学校首次招收8名硕士研究生。1990年、1993年先后获准建立了“城市道路及机场工程”“港口与航道工程”等2个硕士学位授权点。1995年又获准建立“桥梁与隧道工程”“会计学”等2个硕士学位授权点。同时学校还依托兄弟院校联合培养博士研究生。到院校合并前，原长沙交通学院已拥有14个硕士学位授权点，覆盖了交通运输工程等9个一级学科，跨理、工、经、管四大学科门类，年招生规模近100人。

2003年合并之初，学校就确立了“加快发展研究生教育”的办学方针。2003年9月国务院学位委员会发文批准学校新增为博士学位授权单位，并批准增列“道路与铁道工程”“桥梁与隧道工程”2个博士学位授权点，于2004年开始招生；同时新增电力系统及其自动化、动力机械及工程、外国语言学及应用语言学、马克思主义理论与思想政治教育等14个硕士学位授权点。成功“升博”成为学校办学层次提升的标志性事件，从此学校研究生教育进入了跨越式发展的新时期。

2005年学校获得“交通运输工程”一级学科博士学位授予权，并获得4个二级学科博士点，2个一级学科硕士点，实现了一级学科博士点、硕士点“零”的突破。2007年，建立“交通运输工程”博士后科研流动站。2010年，获得“土木工程”“工商管理”2个一级学科博士学位授予权，16个一级学科硕士学位授予权。2012年，建立“土木工程”博士后科研流动站。2013年学校在原研究生处的基础上成立长沙理工大学研究生院，统筹管理学校的学位与研究生教育工作。2017年，学校获批新增“水利工程”“电气工程”及“电子科学与技术”3个一级学科博士点。

2021年，学校第四次党代会作出了学校已迈入本科、研究生教育“双主体”、协同发展新阶段的战略定位，提出了决胜建成“百强”大学的战略目标，学校研究生教育发展进入了引领和支撑创新型高水平大学建设的新时代。同年，学校获批新增“数学”“食品科学与工程”2个一级学科博士点和“土木水利”专业学位博士点，同时也成为湖南省属第1个具有工程类专业学位博士点的高校。2022年，学校增列交叉学科“集成电路科学与工程”一级学科硕士点。

2024年，学校获批“机械工程”“软件工程”“力学”“物理学”“应用经济学”5个一级学科博士点，“交通运输”“能源动力”2个专业学位博士点，“城乡规划”“戏剧与影视”“食品与营养”“国际中文教育”4个专业学位硕士点。

经过近40年的建设与发展，学校已建成学科门类较为齐全，指导力量雄厚，科研基础扎实的研究生教育培养体系，学位授权点涵盖工、理、管、经、文、法、哲、艺、农、教育及交叉学科等11个学科门类。现拥有博士后科研流动站5个，一级学科博士点13个，专业学位博士点3个，二级学科博士点73个，一级学科硕士点30个，二级学科硕士点134个，硕士专业学位授权点22个，具有授予同等学力硕士学位资格，在校博、硕士研究生9700余人。