三峽大學數理學院辦學歷史最早可追溯至1946年成立的湖北省立宜都師范學校，1995年湖北三峽學院數學、物理本科專業開始招生。2000年經教育部批準建成三峽大學，數理學院自此成立。學院始終堅持“教學為本、學科帶動、科技振興、人才保障、理工結合、特色發展”的辦學理念，秉承“求是、篤行、敬業、樂群”的學院文化，通過“高素質、強能力、重實踐”三位一體人才培養模式，不斷改革創新，開拓進取，為建成國內一流數數理學院，更好服務地方經濟社會發展而努力。

學院現有教職工136人（含全職外籍特聘專家2人），其中專任教師113人，副教授及以上職稱的教師65人，具有博士學位的80人，占比71%，1/3 以上具有海外留學或訪學經歷。獲得“全國模范教師”稱號1人，湖北省“楚天學者”特聘教授1人，湖北省有突出貢獻的中青年專家2人，湖北教學名師2人，湖北省跨世紀學科帶頭人1人。

學院下設數學與交叉學科系、數學與應用數學系、物理系、光電信息工程系和核工程與核技術系。開設有數學與應用數學、物理學、光電信息科學與工程、核工程與核技術四個本科專業 。擁有一個省級物理實驗教學示范中心，一個省級名師工作室和一個省級科普基地。其中,數學與應用數學獲批國家一流本科專業建設點,光電信息科學與工程、物理學獲批省級一流本科專業建設點。此外，光電信息科學與工程專業為湖北省產業人才培養計劃專業，光電信息科學與工程教研室、大學物理教研室分別被評為湖北省優秀基層教學組織。

學院始終堅持“學生中心”辦學理念，積極開展課程建設和教師教學能力、學生實踐能力培養。《核電站仿真實驗》、《大學物理》獲批國家級一流本科課程，《高等數學》、《線性代數》、《基礎物理實驗》、《基礎力學》、《單片機原理及應用》、“霍爾效應”虛擬仿真等6門課程獲批省級一流本科課程，《數值分析》、《數學分析》、《高等代數》以及《電磁學》等課程獲批為校級精品課程。近三年，全院教師共獲20余項省級及以上教學競賽獎。承辦全國大學生/研究生數學建模競賽、全國大學生數學競賽、全國大學生光電設計競賽、全國大學生物理實驗創新設計競賽等賽事的組織工作。近三年，學生獲學科競賽國家級獎勵300余項、省級獎勵400余項，其中數學建模競賽成績近十年穩居全國前列。

學院擁有“數學”、“物理學”兩個一級學科碩士點，光電信息工程、核能工程、學科教學（數學）、學科教學（物理）四個專業碩士點。其中“應用數學”為湖北省重點學科、“物理學”為省級重點培育學科，數學、物理學為校博士點建設學科，“應用數學”、“凝聚態物理”為楚天學者崗位設崗學科。擁有以張繼平院士為學術委員會主任的中俄數學中心A類基地和三峽數學研究中心（三峽集團共建）、以韓占文院士為學術委員會主任的天文與空間科學研究中心（中國科學院紫金山天文臺共建），湖北省弱磁探測工程技術研究、校企共建光電檢測技術研發兩個省級中心，磁性功能材料、信息化技術兩個宜昌市重點實驗室，以及磁電子與納磁探測研究所、近代物理研究所和應用數學研究所等多個校級研究機構，已形成2個湖北省高等學校優秀中青年科技創新團隊。

近五年，學院獲批各類別科研項目160項，其中國家自然科學基金項目45項，國家自然科學基金重點項目1項；省部級18項，其中湖北省自然科學基金杰出青年人才計劃項目1項；縱、橫向科研經費達到5000多萬元。出版各類學術專著8部，發表各類學術論文671篇，授權發明專利70余項；4項科研成果獲省部級獎勵。

學院高度重視同世界各國高等院校和教育機構的合作與交流。近年來，學院以學科發展、隊伍建設為核心，圍繞特色學科優勢，秉持“請進來”、“走出去”有效結合的發展思路，依托三峽數學研究中心、天文與空間科學研究中心、湖北省弱磁探測工程技術研究中心等平臺，不斷加強對外學術交流。與中科院紫金山天文臺聯合培養研究生，開辦“天文求索菁英班”，開展天文前沿研究等活動，實施科教一體化辦學，取得良好成績，獲批命名“三峽大學星”（小行星國際編號216319），并于2024年與上海師大合作在南極中山站成功布置“三峽南極眼”。

  截止目前，引進海外高層次人才9人（含校級特聘教授），并與劍橋大學、帝國理工大學、德國科隆大學、堪薩斯州立大學、德克薩斯州立大學、俄羅斯新西伯利亞國立大學、意大利帕多瓦大學、馬克斯·普朗克天文研究所等世界一流大學或研究機構在科學研究、人才培養等方面開展廣泛合作與交流。2020年獲批湖北省“數學與交叉科學創新引智基地”及“中歐人才項目”，同年開始招收來華留學生。2025年獲批學校首個中國政府獎學金國際暑期學校項目，并首次與新西伯利亞國立大學合作成功開辦“俄羅斯數學工坊”。