長沙理工大學研究生教育肇始于上世紀80年代。1986年10月，原國家教育委員會(86)教研字027號文件批準原長沙交通學院為新增碩士生招生單位，招生專業為“汽車運用工程”，實現了學校碩士點“零”的突破。1987年學校首次招收8名碩士研究生。1990年、1993年先后獲準建立了“城市道路及機場工程”“港口與航道工程”等2個碩士學位授權點。1995年又獲準建立“橋梁與隧道工程”“會計學”等2個碩士學位授權點。同時學校還依托兄弟院校聯合培養博士研究生。到院校合并前，原長沙交通學院已擁有14個碩士學位授權點，覆蓋了交通運輸工程等9個一級學科，跨理、工、經、管四大學科門類，年招生規模近100人。
2003年合并之初，學校就確立了“加快發展研究生教育”的辦學方針。2003年9月國務院學位委員會發文批準學校新增為博士學位授權單位，并批準增列“道路與鐵道工程”“橋梁與隧道工程”2個博士學位授權點，于2004年開始招生；同時新增電力系統及其自動化、動力機械及工程、外國語言學及應用語言學、馬克思主義理論與思想政治教育等14個碩士學位授權點。成功“升博”成為學校辦學層次提升的標志性事件，從此學校研究生教育進入了跨越式發展的新時期。
2005年學校獲得“交通運輸工程”一級學科博士學位授予權，并獲得4個二級學科博士點，2個一級學科碩士點，實現了一級學科博士點、碩士點“零”的突破。2007年，建立“交通運輸工程”博士后科研流動站。2010年，獲得“土木工程”“工商管理”2個一級學科博士學位授予權，16個一級學科碩士學位授予權。2012年，建立“土木工程”博士后科研流動站。2013年學校在原研究生處的基礎上成立長沙理工大學研究生院，統籌管理學校的學位與研究生教育工作。2017年，學校獲批新增“水利工程”“電氣工程”及“電子科學與技術”3個一級學科博士點。
2021年，學校第四次黨代會作出了學校已邁入本科、研究生教育“雙主體”、協同發展新階段的戰略定位，提出了決勝建成“百強”大學的戰略目標，學校研究生教育發展進入了引領和支撐創新型高水平大學建設的新時代。同年，學校獲批新增“數學”“食品科學與工程”2個一級學科博士點和“土木水利”專業學位博士點，同時也成為湖南省屬第1個具有工程類專業學位博士點的高校。2022年，學校增列交叉學科“集成電路科學與工程”一級學科碩士點。
2024年，學校獲批“機械工程”“軟件工程”“力學”“物理學”“應用經濟學”5個一級學科博士點，“交通運輸”“能源動力”2個專業學位博士點，“城鄉規劃”“戲劇與影視”“食品與營養”“國際中文教育”4個專業學位碩士點。
經過近40年的建設與發展，學校已建成學科門類較為齊全，指導力量雄厚，科研基礎扎實的研究生教育培養體系，學位授權點涵蓋工、理、管、經、文、法、哲、藝、農、教育及交叉學科等11個學科門類。現擁有博士后科研流動站5個，一級學科博士點13個，專業學位博士點3個，二級學科博士點73個，一級學科碩士點30個，二級學科碩士點134個，碩士專業學位授權點22個，具有授予同等學力碩士學位資格，在校博、碩士研究生9700余人。
