大连理工大学原应用数学系创建于1949年；1958年全国性院系调整时被取消，成立应用数学专业，隶属数理力学系；1979年应用数学系得以恢复重建，设应用数学本科专业。1982年开始招收硕士研究生。1986年计算数学专业获得博士学位授予权；1988年被批准设立数学博士后流动站；1998年运筹学与控制论专业获得博士学位授予权；2002年计算数学博士点被评为国家重点学科；2003年获数学一级学科博士学位授予权，涵盖基础数学、计算数学、概率论与数理统计、应用数学和运筹学与控制论5个二级学科博士点，并经教育部批准自主增设金融数学与保险精算博士点；2008年被批准为辽宁省重点一级学科，同年被批准为“国家理科基础科学研究和教学人才培养基地”。2009年，数学科学学院成立。2012年与中国科学院数学与系统科学研究院联合设立华罗庚班；2019年，数学与应用数学专业获批教育部首批“双万计划”国家一流本科专业建设点，“计算数学与数据智能重点实验室”获批辽宁省重点实验室；2020年，数学与应用数学专业入选教育部“强基计划”，信息与计算科学专业获批教育部“双万计划”国家一流本科专业建设点，辽宁省科技厅批准大连理工大学成立“辽宁应用数学中心”；2021年，“华罗庚数学拔尖学生培养基地”获批教育部“基础学科拔尖学生培养计划2.0基地”。经过几代人不懈努力，特别是近年来通过“211工程”、“985工程”和“双一流”建设的实施，学科的学术水平和综合能力得到明显提高。ESI国际学科排名前1%，QS世界排名350位左右。学院近5年承担国家自然科学基金项目和省部级科研项目100余项，在数学若干重要前沿领域取得具有国际水平的成果。

数学科学学院现有5个研究所和1个教研室：数学研究所、计算科学研究所、统计与金融研究所、应用数学研究所、运筹学与控制论研究所和盘锦校区数学教研室；3个中心：辽宁应用数学中心、数学教学中心和数学研究中心；2个实验室：辽宁省计算数学与数据智能重点实验室、计算几何与图形图像实验室。主办核心学术期刊《数学研究及应用》(英文版)。

数学科学学院现有教授45人、副教授55人、讲师5人、正编审1人，其中国务院学科评议组成员1人、教育部数学基础课教学指导委员会委员1人、国家教学名师2人、辽宁省数学类专业教指委主任委员1人、辽宁省教学名师4人、宝钢优秀教师奖获得者7人；国家杰出青年科学基金获得者1人、国家级青年人才4人、教育部跨世纪人才1人、教育部新世纪人才4人。