Ngay sau khi Cách mạng tháng Tám thành công, nhận rõ vai trò quan trọng của ngành địa chất, ngày 2/10/1945, Chính phủ đã thành lập Nha Kỹ nghệ trong cơ cấu của Bộ Quốc dân Kinh tế, sau này là Nha Khoáng chất - Kinh tế thuộc Bộ Kinh tế và Bộ Công Thương, đánh dấu sự ra đời của ngành địa chất Việt Nam.
Sau ngày hòa bình lập lại, để phù hợp với tình hình mới, ngày 28/3/1956, Sở Địa chất thuộc Bộ Công nghiệp đã được thành lập, sau đổi tên thành Cục Địa chất, nhằm thực hiện các nhiệm vụ chuyên sâu về lĩnh vực địa chất. Trước yêu cầu của phát triển đất nước, đòi hỏi công tác điều tra, tìm kiếm, thăm dò mỏ phải được tiến hành đồng bộ, gắn với chức năng nhiệm vụ của môt cơ quan quản lý nhà nước, ngày 26/7/1960, Chủ tịch nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa đã ký Sắc lệnh số 18/TCT về việc thành lập Tổng cục Địa chất trực thuộc Hội đồng Chính phủ.
Sự ra đời của Tổng cục Địa chất đã tạo ra những kết quả quan trọng, nhiều công trình nghiên cứu khoa học địa chất có giá trị được hoàn thành, các mỏ cũ đã được điều tra, thăm dò mở rộng, nhiều mỏ mới đã được phát hiện, để ngành khai khoáng phát triển. Năm 1995, trước nhu cầu phát triển mới của nền kinh tế quốc dân, Tổng cục Dầu khí (nay là Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam - PVN) trực thuộc Chính phủ mà tiền thân là Liên đoàn Địa chất 36, đã được thành lập.
Ngay sau ngày miền Nam được hoàn toàn giải phóng, thống nhất đất nước (ngày 30/4/1975), Đảng và Nhà nước ta đã ưu tiên đầu tư cho công tác điều tra cơ bản về địa chất và tìm kiếm thăm dò khoáng sản ở miền Nam. Để tiếp tục đẩy mạnh các công tác này trên phạm vị cả nước, ngày 1/8/1987, Hội đồng Bộ trưởng đã có Quyết định số 166/HĐBT thành lập Tổng cục Mỏ và Địa chất. Theo Quyết định nêu trên, ngoài các nhiệm vụ chuyên ngành về địa chất, Tổng cục còn có nhiệm vụ quản lý nhà nước về ngành mỏ và địa chất; do đó, công tác quản lý về khai thác, sử dụng khoáng sản đã được chú trọng. Có thể nói đây cũng là một trong những giai đoạn phát triển rực rỡ của ngành địa chất Việt Nam. Nhiều công trình khoa học địa chất tầm cỡ quốc tế đã ra đời, một số mỏ lớn cũng đã bước đầu đưa vào khai thác, góp phần tăng trưởng kinh tế cho đất nước.
Thực hiện đường lối đổi mới, sắp xếp lại bộ máy các bộ, trên cơ sở Tổng cục Mỏ và Địa chất, năm 1990 đã thành lập Cục Địa chất Việt Nam và Cục Quản lý Tài nguyên Khoáng sản Nhà nước trực thuộc Bộ Công nghiệp nặng, sau này là Bộ Công nghiệp. Một số đơn vị địa chất cũng đã được tách ra để hình thành các doanh nghiệp nhà nước thực hiện nhiệm vụ thăm dò và khai thác khoáng sản.
Nhằm thống nhất, tập trung đầu mối quản lý, ngày 4/12/1996, Chính phủ đã ra Nghị định số 79/CP về việc thành lập Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam trên cơ sở hợp nhất Cục Địa chất Việt Nam và Cục Quản lý Tài nguyên Khoáng sản Nhà nước thuộc Bộ Công nghiệp và trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường từ tháng 11/2002. Đến năm 2008, một số đơn vị thuộc Cục như Liên đoàn Địa chất và Khoáng sản Biển được chuyển sang trực thuộc Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam; các đơn vị địa chất thủy văn - địa chất công trình đã được chuyển sang Trung tâm Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, Liên đoàn Trắc địa được chuyển sang Tổng công ty Tài nguyên và Môi trường Việt Nam. Năm 2010, Thủ tướng Chính phủ có Quyết định số 718/QĐ-TTg ngày 21/5/2010 về việc lấy ngày 2/10 hàng năm là ngày truyền thống ngành địa chất Việt Nam.
Nhằm tăng cường công tác quản lý nhà nước về hoạt động khoáng sản và đẩy mạnh công tác điều tra cơ bản địa chất về khoáng sản tháng 7/2011, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam được nâng cấp thành Tổng cục Địa chất và Khoáng sản theo Quyết định số 26/2011/QĐ-TTg, ngày 4 tháng 5 năm 2011 của Thủ tướng Chính phủ. Đến tháng 2/2014, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 16/2014/QĐ-TTg, ngày 19/2/2014, quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức của Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam trực thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Trong quá trình phát triển, mặc dù có những thay đổi về tổ chức nhưng Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam nói riêng, ngành địa chất Việt Nam nói chung vẫn luôn phát huy được truyền thống và tiếp tục đạt được nhiều thành tựu mới. Cụ thể, Ngành đã tham mưu cho Đảng, Nhà nước ban hành và từng bước hoàn thiện hơn nữa hệ thống chủ trương, chính sách, pháp luật về địa chất, khoáng sản phù hợp với từng giai đoạn phát triển, góp phần chuyển hóa giá trị địa chất và tài nguyên khoáng sản thành các nguồn lực cho xây dựng và phát triển đất nước. Công tác điều tra cơ bản được triển khai có hệ thống trở thành căn cứ quan trọng để xây dựng và thực hiện hiệu quả các chiến lược, quy hoạch về khai thác, sử dụng tài nguyên khoáng sản. Công tác quản lý nhà nước về khoáng sản đặc biệt đã hoàn thiện pháp luật về khoáng sản, tạo hành lang pháp lý để quản lý hoạt động khoáng sản theo hướng hiệu quả, bền vững, đảm bảo môi trường và an ninh, quốc phòng.
Các nghiên cứu cơ bản về khoa học Trái Đất, điều tra địa chất môi trường, địa chất tai biến đã góp phần đắc lực cho công tác phòng ngừa và giảm thiểu tác hại của thiên tai, phát hiện nhiều di sản địa chất đặc trưng được ghi danh trên bản đồ địa chất toàn cầu. Bằng phương pháp luận khoa học hiện đại và công nghệ tiên tiến về địa vật lý, địa hoá, viễn thám,… ngành địa chất đã giải quyết được những nhiệm vụ phức tạp về nghiên cứu cấu trúc, đánh giá khoáng sản ẩn sâu... Đến nay, sau gần 10 năm thực hiện Luật Khoáng sản năm 2010, Tổng cục đã chủ trì xây dựng để Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành hoặc trình Chính phủ, Thủ tướng Chính phủ ban hành 6 Nghị định; 5 Quyết định của Thủ tướng Chính phủ và gần 50 Thông tư, Thông tư liên tịch để hướng dẫn thực hiện.
Trải qua 75 năm xây dựng và phát triển, ngành địa chất đã liên tục phát triển về bộ máy tổ chức, năng lực, công nghệ điều tra đánh giá địa chất khoáng sản và các tài nguyên địa chất khác. Các đơn vị địa chất ngày càng tinh gọn, hoạt động có hiệu quả trên phạm vi cả nước, phối hợp triển khai các đề án có quy mô lớn với sự điều hành thống nhất, hệ thống từ Tổng cục. Các viện, các trường đại học đã phối hợp đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho ngành. Các Tập đoàn: Dầu khí Quốc gia, Than - Khoáng sản Việt Nam đã góp phần quan trọng vào công cuộc phát triển kinh tế đất nước. Các nhà địa chất Việt Nam đã tạo nên hình ảnh đẹp, tích cực và trung thực trong khoa học, đoàn kết, phối hợp với nhau, dưới mái nhà chung của nhiều thế hệ cán bộ, viên chức và người lao động địa chất trên toàn quốc.
Trước yêu cầu thực tiễn ngày càng cao để phát triển đất nước, ngành địa chất Việt Nam cần thực hiện một số nhiệm vụ trọng tâm sau: hoàn thành tổng kết 10 năm thực hiện Nghị quyết số 02-NQ/TW của Bộ Chính trị để xây dựng, trình ban hành Nghị quyết mới nhằm định hướng chiến lược khoáng sản và phát triển công nghiệp khai khoáng đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050; tổng kết 10 năm thực hiện Luật Khoáng sản năm 2010, trong đó tập trung đánh giá tác động của việc thực hiện chính sách, quy định của Luật. Trên cơ sở đó, đến năm 2022 Tổng cục Địa chất và Khoáng sản sẽ hoàn thành việc xây dựng Luật Khoáng sản (mới) để Chính phủ trình Quốc hội khóa XV ban hành.
Ngành địa chất sẽ xây dựng để trình ban hành Chiến lược tài nguyên khoáng sản là cơ sở cho việc hoàn thiện các Quy hoạch điều tra cơ bản địa chất và khoáng sản, thăm dò, khai thác khoáng sản nhằm bảo vệ và sử dụng hợp lý tài nguyên khoáng sản cho trước mắt và lâu dài.
Đồng thời, ngành địa chất tiếp tục tự đổi mới để có năng lực chuyên môn và công nghệ hiện đại, nhằm điều tra, đánh giá, thăm dò các loại tài nguyên trong lòng đất, lòng biển đạt hiệu quả, chất lượng cao; từng bước điều tra, đánh giá khoáng sản ẩn sâu trong lòng đất đến500-2000m; đánh giá tài nguyên khoáng sản biển. Ngành địa chất sẽ xây dựng chính sách hợp lý nhằm thu hút lực lượng lao động trẻ, bồi dưỡng tạo một đội ngũ cán bộ kế cận có năng lực, trình độ chuyên môn đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của ngành. Ngành địa chất cũng sẽ đẩy mạnh hợp tác quốc tế song phương, đa phương nhằm tranh thủ các tiến bộ khoa học - kỹ thuật tiên tiến, áp dụng sáng tạo vào lĩnh vực điều tra, đánh giá, thăm dò và chế biến khoáng sản cũng như công tác quản lý hoạt động khoáng sản.