Papst Kalixtus III. ergriff am 20. April 1455 die Initiative, in Freiburg eine Universität zu errichten. Ihre Stiftungsurkunde wurde am 21. September 1457 ausgefertigt. Bei ihrer Gründung im damals vorderösterreichischen Freiburg wurde die Universität nach ihrem Stifter, Erzherzog Albrecht VI. von Österreich, „Albertina” (latinisierte Form des Namens Albrecht) genannt. Treibende Kraft war allerdings die gebildete und kunstsinnige Gemahlin Albrechts, Mechthild von der Pfalz, die 20 Jahre später auch ihren Sohn Eberhard (aus ihrer ersten Ehe) zur Gründung der Universität Tübingen anregte.
Freiburg war nach Wien die zweite österreichisch-habsburgische Universität. Anfangs besaß sie vier Fakultäten: Theologie, Jura, Medizin und Philosophie. Letztere mussten Studenten aller Fachbereiche studieren; sie umfasste, nach dem damaligen Verständnis, die Sieben Freien Künste (Grammatik, Rhetorik, Logik, Arithmetik, Geometrie, Musik und Astronomie). Der Lehrbetrieb begann im Jahr 1460. Die Zahl der Studierenden lag in den ersten Jahrzehnten bei etwa 140 Personen.
Das Siegel der Universität zeigt, auf einem spätgotischen Thron sitzend, den lehrenden Christus, der in der Rechten ein Buch – nach damaligem Verständnis das Evangelium – hält, auf das er mit der Linken zeigt. Zuhörer sind, zu seinen Füßen und im Baldachin sichtbar, jüdische Schriftgelehrte (an den Hüten zu erkennen). Den Thron flankieren zwei Türme, die als Andeutung von Jerusalem (oder des dortigen Tempels) zu verstehen sind. Die drei Wappen deuten auf die an der Gründung Beteiligten hin: Auf der rechten Seite Christi das Wappen der österreichischen Herzogtümer, auf der anderen Seite der habsburger Bindenschild und unten das Wappen von Freiburg. Die Umschrift besagt, dass dies das Siegel der Universität Freiburg ist (in Latein). Es wurde schon kurz nach Gründung der Universität verwendet und ist fast unverändert bis heute gültig.
Im Jahre 1620 wurde die Universität an die Jesuiten übergeben. Sie entwickelte sich in den folgenden Jahrhunderten zu einem Bollwerk des katholischen Glaubens, was anfangs einen modernen humanistischen Geist nach sich zog, sich mit den Jahren aber als hinderlich für Forschung und Wissenschaft auswirkte. Ebenfalls im Jahr 1620 wurde von der medizinischen Fakultät ein Botanischer Garten gegründet, eine Einrichtung, die, wenn auch an verschiedenen Standorten, bis heute weiter geführt wird. Im 18. Jahrhundert erfuhr die Universität eine deutliche Liberalisierung in Glaubensfragen, unter anderem auch durch die Aufnahme neuer Studienfächer.
Mit der Gründung des Landes Baden im Jahr 1806 schien ihr Fortbestand gefährdet, weil das vergleichsweise kleine Baden mit der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg bereits eine bedeutende Hochschule zur Verfügung hatte. Großherzog Ludwig von Baden gewährte der Albertina jedoch ab dem Jahr 1817 einen festen Etat und sicherte im Jahr 1820 noch einmal schriftlich ihren Bestand, nicht zuletzt durch den unerbittlichen Einsatz des Freiburger Professors Carl von Rotteck, der sein Anliegen zum Erhalt der Universität dem Großherzog mehrmals persönlich vortrug. Dem Großherzog war, neben den wissenschaftlichen Vorteilen einer zweiten Universität, vor allem der Gedanke wichtig, dass beide großen Konfessionen jeweils eine von ihnen geprägte Universität vorfinden sollten (die Universität Heidelberg war evangelisch geprägt). Zum Dank nannte sich die Albertina fortan Alberto-Ludoviciana (Ludovicus ist die lateinische Form des Namens Ludwig) bzw. Albert-Ludwigs-Universität.
Ab den 1880er Jahren stieg die Zahl der Studenten und Fakultäten stark an. Kurz vor dem Ersten Weltkrieg zählte die Universität 3.000 Studenten. Im Jahr 1898 war die Freiburger Universität die erste in der deutschen Geschichte, die Frauen zum Studium zuließ. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts war die Anlage von zahlreichen Neubauten für den modernen Universitätsbetrieb notwendig. Dabei entschied man sich bewusst gegen die Anlage eines zentralen Campus und setzte dagegen architektonische Akzente in der Freiburger Altstadt und ihrer Umgebung. Das Kollegiengebäude I, Hauptgebäude und Sitz der Philosophischen Fakultät, gilt als bedeutendstes Bauwerk des Jugendstils in Baden. Mit seiner roten Sandsteinfassade und dem Turm zählt es bis heute zu den Freiburger Wahrzeichen.
Während der Zeit des Nationalsozialismus kam es zu Repressalien gegenüber jüdischen Hochschulangehörigen. Rektoren in diesem Zeitraum waren 1933 Wilhelm von Möllendorf, 1933 Martin Heidegger (Niederlegung des Rektorats 1934), 1934 Eduard Kern, 1936 Friedrich Metz, 1938 Otto Mangold, 1940 Wilhelm Süss.
Nach ihrer kriegsbedingten Schließung wurde die Universität wenige Monate nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges unter Sigurd Janssen wiedereröffnet. Die vom Krieg schwer getroffene Universität musste zunächst unter provisorischen Bedingungen arbeiten. In der Nachkriegszeit gab es zahlreiche Erweiterungen und Neubauten. Gerade im sogenannten Institutsviertel entstanden Gebäude der naturwissenschaftlichen Fachbereiche. Im Jahr 2007 feierte die Universität mit zahlreichen wissenschaftlichen und populären Veranstaltungen ihr 550-jähriges Jubiläum. Die Studentenzahlen sind in den letzten Jahrzehnten stark gewachsen. Im Jahre 1961 hatte die Hochschule 10.000 Studenten, 1980 hatte sich diese Zahl auf 20.000 verdoppelt. Im Wintersemester 2013/2014 waren mehr als 24.700 Studierende eingeschrieben. 3.600 ausländische Studenten unterstreichen die internationale Ausrichtung der 11 Fakultäten, die derzeit 186 Studiengänge anbieten.