Les terrains occupés à présent par le campus de Berkeley ont été achetés en 1866 par l'université privée de Californie (Private College of California), fondée par le pasteur Henry Durant (en) en 1855. En butte à des problèmes de financement, le collège de Californie fusionna le 23 mars 1868 avec l'École des mines et des arts mécaniques (Agricultural, Mining, and Mechanical Arts College), établissement public, pour former l'université de Californie ; Durant en était le premier président. L'université ouvrit pour la première fois à Oakland en 1869. En 1873, les bâtiments nord et sud étant achevés, l'université déménagea sur le campus de Berkeley. Elle comprenait alors 167 étudiants et 22 étudiantes.
Au milieu du XXe siècle, le campus de Berkeley vécut son âge d'or, en physique, chimie et biologie, si bien qu'on la surnomma « l'Athènes de l'Ouest ». À cette époque l'utilisation du cyclotron, inventé par Ernest Orlando Lawrence, permit aux physiciens travaillant sur le campus de découvrir la plupart des éléments chimiques plus lourds que l'uranium, occasion d'engranger de nombreux prix Nobel. Deux de ces éléments, le berkélium et le californium, furent ainsi nommés en l'honneur de cette université. Deux autres, le lawrencium et le seaborgium, rendent hommage à deux professeurs, Ernest Orlando Lawrence et Glenn T. Seaborg.
L’université devint mondialement connue presque un siècle après sa fondation, à l'occasion des manifestations étudiantes contre l'engagement des États-Unis au Viêt Nam. Cette période d'agitation sociale sur le campus remonte au Free Speech Movement, qui débuta à Berkeley en 1964 et inspira l'attitude politique et morale de toute une génération. Joan Baez avait alors pris la parole pour réclamer « la liberté de parole et l'abolition de la censure ». Cependant, Ronald Reagan, futur président des États-Unis, se fit élire en 1966 au poste de gouverneur de Californie en promettant entre autres de faire « un grand nettoyage » à l'université de Berkeley. Il envoya la Garde nationale occuper militairement la ville.