南开大学数学学院前身为南开大学数学系，是由现代数学在我国最早和最有效的播种人之一的姜立夫先生于1920年创立的，是当时中国大学的第二个数学系。抗日战争时期，与北京大学数学系、清华大学算合组西南联合大学算学系。1952年，天津大学数学系合并到南开大学数学系。1960年至1963年曾更名为数学力学系。1983年计算机软件专业和自动控制专业从数学系分离出去。1985年，经教育部批准，由数学大师陈省身提议创办、并亲自担任所长的南开数学研究所成立。1997年5月7日，成立数学科学学院。数学系建立90多年来，先后有一批杰出的数学家曾在数学系任教，如严志达、王梓坤、柯召、吴大任、胡国定、刘晋年、钱宝琮、申又怅、蒋硕民、孙本旺、邓汉英、周学光、曾鼎禾、杨宗磐等。培养了陈省身、江泽涵、吴大任、刘晋年、申又怅、孙本旺等为杰出代表的大批优秀人才。