Zakład Mechaniki Teoretycznej, Mechaniki Nawierzchni i Dróg Szynowych (ZMTNDS) został utworzony 1.09.2019 r. w wyniki reorganizacji struktury Instytutu Dróg i Mostów (IDiM) na Wydziale Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej. W ramach nowej struktury organizacyjnej IDiM funkcjonują cztery zakłady:
- Zakład Mechaniki Teoretycznej, Mechaniki Nawierzchni i Dróg Szynowych;
- Zakład Geotechniki, Mostów i Budowli Podziemnych;
- Zakład Inżynierii Transportowej i Geodezji;
- Zakład Technologii Budowy Dróg.

Zakład Mechaniki Teoretycznej, Mechaniki Nawierzchni i Dróg Szynowych odwołuje się do bogatej tradycji związanej z katedrami prowadzącymi badania naukowe i kształcącymi studentów w zakresie mechaniki teoretycznej i dróg szynowych. Korzenie tych jednostek sięgają początków Politechniki Warszawskiej. Wspomnieć należy o pierwszej Katedrze Mechaniki Teoretycznej (1915/16) kierowanej przez prof. Henryka Czopowskiego oraz o Katedrze Dróg Żelaznych (1916/18) prof. Aleksandra Wasiutyńskiego.

W 1969 roku Wydział Komunikacji Politechniki Warszawskiej, powstały w 1949 roku, złożony z dwóch Oddziałów: Drogowego i Ruchu, uległ rozwiązaniu. Oddział Drogowy tego Wydziału wszedł w struktury nowo utworzonego Wydziału Inżynierii Lądowej.
W roku 1970 na Wydziale Inżynierii Lądowej powołano cztery instytuty:
- Instytut Mechaniki Konstrukcji Inżynierskich,
- Instytut Konstrukcji Budowlanych,
- Instytut Dróg i  Mostów,
- Instytut Technologii i Organizacji Produkcji Budowlanej.
Spośród czterech wymienionych instytutów, najtrwalszą jednostką – istniejącą do chwili obecnej – jest Instytut Dróg i Mostów (IDiM). Pozostałe instytuty ulegały rozwiązaniu w różnym okresie. Jednolita struktura instytutowa wykrystalizowała się ponownie na Wydziale Inżynierii Lądowej dopiero w 2012 roku, kiedy obok istniejącego IDiM powołano drugi instytut – Instytut Inżynierii Budowlanej (IIB).

W latach 1970-2009 Zespół Mechaniki Teoretycznej (przekształcony w zakład w roku 1998) funkcjonował w ramach Instytutu Mechaniki Konstrukcji Inżynierskich (IMKI). Kierownikami Zespołu, a potem Zakładu, byli kolejno: dr inż. Stefan Zerych, doc. dr hab. inż. Roman Nagórski i prof. dr hab. inż. Wacław Szcześniak. Po rozwiązaniu IMKI w 2009 r., pracownicy Zakładu Mechaniki Teoretycznej, wraz z małą grupą pracowników Zakładu Wytrzymałości Materiałów, Teorii Sprężystości i Plastyczności, weszli w skład nowoutworzonego Zakładu Mechaniki Teoretycznej i Mechaniki Nawierzchni Komunikacyjnych, który zasilił struktury – jedynego wówczas na Wydziale Inżynierii Lądowej – Instytutu Dróg i Mostów. Kierownikiem Zakładu Mechaniki Teoretycznej i Mechaniki Nawierzchni Komunikacyjnych został prof. Wacław Szcześniak, którego zastąpił na tym stanowisku, w roku 2011, dr hab. inż. Lesław Kwaśniewski, prof. PW. Po przedwczesnej śmierci prof. Kwaśniewskiego (2014), w latach 2015-2019 zakładem kierował dr hab. inż. Artur Zbiciak, prof. PW.

Od roku 1970 w ramach Instytutu Dróg i Mostów funkcjonował Zakład Dróg Żelaznych, kierowany początkowo przez prof. Jana Grubeckiego, a od 1974 r. przez prof. Jerzego Makowskiego. Po śmierci prof. Makowskiego (1993), w wyniku połączenia Zakładu Dróg Szynowych oraz Zakładu Dróg i Lotnisk, powstał Zakład Inżynierii Komunikacyjnej, którego kierownictwo objął prof. Wojciech Suchorzewski. W kolejnych latach, Zakładem Inżynierii Komunikacyjnej kierowali: dr hab. inż. Tadeusz Sandecki, prof. PW (2003-2013) oraz dr hab. inż. Piotr Olszewski, prof. PW (2013-2016). W latach 2016-2019 Zespół Dróg Szynowych funkcjonował najpierw jako samodzielna jednostka, a następnie został włączony w strukturę nowoutworzonego Zakładu Mostów i Dróg Szynowych, kierowanego przez prof. dra hab. inż. Henryka Zobla.

1.09.2019 r., w wyniku połączenia Zakładu Mechaniki Teoretycznej i Mechaniki Nawierzchni Komunikacyjnych oraz Zespołu Dróg Szynowych, funkcjonującego w ramach Zakładu Mostów i Dróg Szynowych, powstał Zakład Mechaniki Teoretycznej, Mechaniki Nawierzchni i Dróg Szynowych (ZMTNDS). Kierownictwo zakładu objął dr hab. inż. Artur Zbiciak, prof. PW.

Główny nurt prac badawczych ZMTNDS obejmuje zagadnienia mechaniki konstrukcji inżynierskich oraz mechaniki i projektowania nawierzchni drogowo-lotniskowych i kolejowych, zagadnienia mechaniki gruntów oraz interakcji podłoża z konstrukcją. Szczególne miejsce w tych zagadnieniach zajmuje problematyka drgań konstrukcji wywołanych ruchomymi obciążeniami oraz niegładkie zagadnienia mechaniki analitycznej (więzy jednostronne oraz tarcie i zderzenia w układach mechanicznych). Zainteresowania naukowe i aplikacyjne pracowników Zakładu dotyczą również modelowania konstytutywnych właściwości materiałów inżynierskich (mieszanki mineralno-asfaltowe, beton, grunty, materiały z pamięcią kształtu) oraz metod numerycznej analizy konstrukcji z wykorzystaniem zaawansowanego oprogramowania MES (ABAQUS, LS-DYNA, COMSOL, ANSYS).

W zakresie dróg szynowych, zainteresowania badawcze i aplikacyjne pracowników ZMTNDS dotyczą zagadnień analizy konstrukcji i oceny stanu nawierzchni szynowych (kolej, tramwaj, metro, koleje przemysłowe); badań izolatorów wibroakustycznych stosowanych w konstrukcjach nawierzchni szynowych i ich doboru w celu redukcji oddziaływań ruchu pojazdów szynowych w postaci hałasu i wibracji; ekspertyz dotyczących jakości dokumentacji technicznych (SIWZ, projekty budowlane, wykonawcze, STWiORB) w projektach budowy i modernizacji linii kolejowych, tras tramwajowych i układów torowych bocznic przemysłowych; opinii w zakresie oceny przyczyn awarii oraz ocen stanu eksploatacyjnego lub powykonawczego konstrukcji i układu geometrycznego nawierzchni dróg szynowych, przejazdów kolejowo-drogowych i bocznic przemysłowych.

Pracownicy ZMTNDS, prowadzą zajęcia dydaktyczne na studiach stacjonarnych i niestacjonarnych z następujących przedmiotów:
- mechanika teoretyczna (w tym na studiach anglojęzycznych),
- mechanika nawierzchni drogowych (specjalność IK),
- mechanika nawierzchni i podtorza dróg szynowych (specjalność DS),
- metoda elementów skończonych (specjalność IK i DS),
- metody matematyczne mechaniki (specjalność TK),
- wybrane działy matematyki (specjalność KBI, MiBP, IK i DS),
- komputerowe systemy analizy konstrukcji (specjalność TK),
- teoria plastyczności (specjalność TK),
- teoria sprężystości i plastyczności (specjalność IPB i BZ),
- hydraulika i hydrologia (w tym na studiach anglojęzycznych ),
- Soil Mechanics and Geotechnical Engineering I (studia anglojęzyczne),
- Computer Aided Analysis of Structures (studia anglojęzyczne),
- seminarium dyplomowe w językach obcych (angielskim, rosyjskim i niemieckim),
- podstawy dróg szynowych (blok tematyczny w ramach przedmiotu inżynieria komunikacyjna),
- drogi szynowe I (ST i NST I specjalność DS i IK),
- drogi szynowe II (ST i NST II specjalność DS i IK),
- diagnostyka nawierzchni szynowych (ST i NST II specjalność DS),
- budowa i utrzymanie dróg szynowych (ST i NST II specjalność DS),
- podstawy sterowania ruchem kolejowym (ST i NST II specjalność DS),
- podstawy energetyki trakcyjnej (ST i NST II specjalność DS),
- podtorze kolejowe (ST i NST II specjalność DS),
- infrastruktura węzłów kolejowych (ST i NST II specjalność DS),
- infrastruktura miejskiego transportu szynowego (ST i NST II specjalność DS),
- wspomaganie komputerowe projektowania i eksploatacji dróg szynowych (ST i NST II specjalność DS).  
 
Pracownicy ZMTNDS, prowadzą także na studium podyplomowym „Zarządzanie projektami infrastrukturalnymi w budownictwie kolejowym” zajęcia dydaktyczne z następujących przedmiotów:
- konstrukcja nawierzchni kolejowej na modernizowanych liniach kolejowych,
- konstrukcja podtorza kolejowego na modernizowanych liniach kolejowych,
- układ geometryczny torów na modernizowanych liniach kolejowych,
- podstawy technologii robót modernizacyjnych infrastruktury torowej,
- podstawy modernizacji infrastruktury trakcyjnej na liniach kolejowych,
- podstawy modernizacji urządzeń sterowania ruchem pociągów (SRK),
- interoperacyjność kolei w Unii Europejskiej.