Politeknik Negeri Semarang merupakan satu dari enam politeknik yang didirikan dengan bantuan Bank Dunia sesuai Surat Keputusan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Nomor 03/Dj/Kep/1979. Dengan surat keputusan tersebut, didirikan politeknik di Medan, Palembang, Jakarta, Bandung, Semarang dan Malang. Pendirian enam politeknik ini menyusul keberadaan Politeknik Manufaktur Swiss dan ITB yang telah didirikan pada tahun 1976.

Pada saat pertama kali menerima mahasiswa baru di tahun 1982, Politeknik Negeri Semarang saat itu bernama Politeknik Universitas Diponegoro dan membuka tiga jurusan yaitu Jurusan Teknik Sipil, Jurusan Teknik Mesin, dan Jurusan Teknik Elektro. Dalam perkembangannya, dibuka Jurusan Tata Niaga (tahun 1985) dan pengembangan Jurusan Teknik Elektro menjadi Jurusan Teknik Listrik dan Jurusan Teknik Elektronika/Telekomunikasi.

Berdasarkan Surat Keputusan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia Nomor 313/O/1991 tanggal 6 Juni 1991 tentang Penataan Politeknik dalam lingkungan Universitas dan Institut Negeri, maka pada tahun 1992 dilakukan penataan jurusan dan program studi di Politeknik Universitas Diponegoro menjadi sebagai berikut:

1. Jurusan Teknik Sipil, dengan program studi D-III Konstruksi Gedung dan D-III Konstruksi Sipil;
2. Jurusan Teknik Mesin, dengan program studi D-III Teknik Mesin dan D-III Teknik Konversi Energi;
3. Jurusan Teknik Elektro, dengan program studi D-III Teknik Listrik, D-III Teknik Elektronika, dan D-III Teknik Telekomunikasi;
4. Jurusan Akuntansi, dengan program studi D-III Akuntansi dan D-III Keuangan & Perbankan; serta
5. Jurusan Administrasi Niaga, dengan program studi D-III Kesekretariatan dan Administrasi Perkantoran.

Sesuai Surat Keputusan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia (Kepmendikbud) Nomor 175/O/1997 tanggal 6 Agustus 1997, Politeknik Universitas Diponegoro dinyatakan sebagai satuan kerja (satker) mandiri dengan nama Politeknik Negeri Semarang (Polines).

Statuta Polines ditetapkan dengan Kepmendikbud Nomor 311/O/1998 yang diperbarui dengan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Republik Indonesia (Permendiknas) Nomor 7 Tahun 2008 dan terakhir saat ini diatur melalui Peraturan Menteri Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia (Permenristekdikti) Nomor 45 Tahun 2016.

Adapun Organisasi dan Tata Kerja (OTK) Polines diatur melalui Keputusan Menteri Pendidikan Nasional Republik Indonesia (Kepmendiknas) Nomor 134/O/2002 yang diperbarui dengan Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia (Permendikbud) Nomor 71 Tahun 2014. Permendikbud Nomor 71 Tahun 2014 tersebut kemudian diberlakukan secara internal melalui Keputusan Direktur Polines Nomor 0816/PL4.7.2/SK/2015 tentang Penataan Organisasi dan Tata Kerja Politeknik Negeri Semarang.