1999年,第三次全国教育工作会议召开,为满足浙江考生的入学需求和地方建设对于应用型人才的需求,为浙江省高等教育作更大的贡献。沐浴着第三次全教会的春风,四校合并后的新浙江大学与杭州市人民政府一拍即合,经过几个月的协商,7月20日,教育部批准杭州市和浙江大学合作举办浙江大学城市学院。同年7月,浙江大学城市学院成立,由浙江大学、杭州市人民政府合作办学,并与浙江省邮电管理局(现浙江省电信实业集团公司)共同发起创办,其中浙江大学、杭州市人民政府各出资6000万元,浙江省邮电管理局出资5000万元,校址为原“邮电管理学院”校舍。2003年3月,浙江大学城市学院举行理工科分院成立大会,新组建的计算机与计算科学学院、信息与电气工程学院、生命科学学院、工程学院四个二级分院同时成立;同年9月,浙江大学城市学院外国语学院组建成立,研究生部成立,该院和浙江大学研究生院开展联合培养硕士研究生工作。2004年3月,浙江大学城市学院传媒与人文艺术学院成立,由原新闻系改建而成;同年6月,浙江大学城市学院经济分院和管理分院合并组建为浙江大学城市学院商学院。2005年3月,浙江大学城市学院研究生会成立。2006年5月,浙江大学城市学院法学院成立;同年,生命科学学院更名为医学与生命科学学院。2007年,开始应用型人才培养模式的探索和实践,获“十一五”国家课题“中国高校应用型人才培养模式研究”子项目,并担任全国相关学校的牵头单位。同年7月,浙江大学城市学院杭州女子学院成立,由杭州市妇联和浙江大学城市学院联合创办;同年8月,浙江大学城市学院中科企业家学院成立,由浙江大学城市学院与浙江中科生产力促进中心联合举办。2008年,土木工程和机械设计制造及其自动化入选教育部首批CDIO试点专业。同年5月,浙江大学城市学院创意与艺术设计学院挂牌成立。2009年,浙江大学城市学院入选全国首批CDIO试点单位。2011年6月,浙江大学城市学院创业教育学院成立;同年,被列为浙江省教育体制改革提高教育对外开放水平试点高校。2012年4月,浙江省学位委员会正式发文批准浙江大学城市学院具有学士学位授予权。2013年9月,浙江大学城市学院医学与生命科学学院更名为医学院;同年起,浙江大学城市学院土木工程、资产评估、计算机科学与技术、金融学、临床医学等专业相继被批准列入浙江省本科第一批次(第一段)进行公费招生。2014年,浙江大学城市学院入选国家级创新创业训练计划高校。2015年7月,浙江大学城市学院护理学院成立(归属医学院),由浙江大学城市学院与浙江大学医学院合作举办;同年12月,被确定为浙江省应用型建设试点示范学校。2016年1月,浙江大学城市学院成为首批CDIO工程教育联盟理事单位;同年9月,浙江工程师学院(浙江大学工程师学院)在浙江大学城市学院揭牌成立,与浙江大学城市学院共享办学资源,逐步实现整体融合;同年10月,浙江大学城市学院通过独立学院规范设置省级验收。2017年,浙江大学城市学院成为浙江省专业硕士点培育建设立项单位;同年5月,浙江大学城市学院怀卡托大学联合学院(新西兰UW学院)经中华人民共和国教育部批准成立,由浙江大学城市学院与新西兰怀卡托大学联合举办。2020年1月,教育部批复《同意浙江大学城市学院转设为浙大城市学院的函》,浙大城市学院正式成为独立设置的公办本科层次普通高等学校,学校标识码为4133013021,同时撤销浙江大学城市学院的建制。