1913年秋，北京大学数学门招收新生，开启中国现代高等数学教育的先河。1952年秋，全国院系调整，北京大学数学系与清华大学数学系、燕京大学数学系组建新的北京大学数学力学系。1978年，力学部分单独建系,数学力学系改称数学系。1980年，成立北京大学数学研究所，与学院实行院所结合的体制。1985年，概率统计教研室独立成立概率统计系。1995年，在数学系与概率统计系的基础上成立北京大学数学科学学院。学院下设五个系：数学系、概率统计系、科学与工程计算系、信息科学系和金融数学系，拥有 数学及其应用 教育部重点实验室、 北京大学数量经济与数理金融 教育部重点实验室。教育部 高校数学研究与高等人才培养中心 也挂靠在学院。2005年成立北京国际数学研究中心。2010年设立北京大学统计科学中心。

数学科学学院学科门类齐全，在历次教育部数学一级学科评估中均名列首位。学院教学与科研并重，理论与应用并举，是具有重要国际影响的数学科学研究和人才培养基地。学院拥有一支实力雄厚的师资队伍，拥有来自全国各地最优秀的生源，拥有活跃的学术氛围。真诚欢迎来自全球的优秀数学人才来北大工作，研究高深学问，培养新人，传承文化，引领发展，充分发展数学应用，解决国家建设中的实际问题。