理学院成立于2005年，前身是1984年成立的数学和物理教研室，2017年成立大数据学院。学院现涵盖数学、物理学、应用统计学3个一级学科、以及数据科学与技术1个交叉学科。数学一级学科是浙江省“十三五”一流学科和浙江省“十四五”一流学科，应用数学是浙江省“十一五”重点学科，“基础数学”是浙江省“十二五”重点学科。物理学是校重点学科。2023年学校成立数学与交叉科学研究院，推动数学与数据科学技术、量子信息、智能科学、绿色过程等学校优势学科的交叉融合和优势集聚，形成特色和快速发展。

学院设有数学与统计系、应用物理系、数据科学系等3个系，建有数学与交叉科学研究院、非线性数学研究中心、应用数学研究所、激光与毫米波雷达融合协同创新研究院、光电信息技术研究所等校级研究机构，拥有大数据产业学院，教育部百校工程大数据应用创新基地、省级光电智能信息实验教学中心、省级大学生校外实践教育基地、中央财政支持地方高校共建实验室等实验平台。

学院拥有数学一级学科硕士学位、物理学一级学科硕士学位、应用统计专业硕士学位授予权，以及工程仿真计算与统计、数据科学与工程等2个交叉学科硕士点。学院现有信息与计算科学、应用物理学、数据科学与大数据技术等3个普通本科专业，以及数据科学与大数据技术1个中外合作本科专业，信息与计算科学第二学位专业。信息与计算科学专业是国家一流本科专业、浙江省“十三五”特色专业、浙江省一流本科专业。应用物理专业是浙江省一流本科专业。数据科学与大数据技术专业是教育部批复的首家大数据中外合作办学项目，该专业与法国塞吉巴黎大学合作举办。学院同时拥有统计与金融精算、激光3D技术、数据科学与大数据技术等3个全英文留学生专业，以及国家留基委“优本”项目2项，中德“2+3”项目2项；与罗马尼亚巴比什-波雅依大学合作建有联合培养博士项目1个。

学院现有学科专业教师130余人，其中教授29人，副教授41人，博士生导师10人，硕士生导师43人，有博士学位教师112人。学院现有外国院士2人，国家级知名专家1人，教育部新世纪优秀人才支持计划2人，浙江省知名专家2人，浙江省高校钱江学者特聘教授3人，浙江省新世纪151第一层次2人，以及其它省部级人才3人，浙江省高校中青年学科带头人4人，浙江省高校本科教学指导委员会副主任1人，浙江省高校教学名师2人，入选“全球前2%顶尖科学家榜单”1人，浙江省高校领军人才培养计划创新领军人才1人、高层次拔尖人才2人、青年优秀人才3人，浙江省新世纪151第三层次5人。

学院教科研充满活力，取得一批高水平成果。先后主持国家自然科学基金项目59项，省部级项目58项，其中国家重大重点项目2项。学院教师近年来在 Adv. Math.、Math. Ann.、J. Funct. Anal.、Inverse Probl.、Commun. Part. Diff. Eq.、Appl. Comput. Harmon. A.、J. Diff. Eq.、Phys. Rev. Lett.、Phys. Rev. A 及《中国科学》等高水平期刊上共发表论文500多篇。获省部级科技成果奖5项。主持教育部新工科项目、教育部来华留学品牌课程、省一流课程、省级教改项目等60余项，出版专著和教材10余部，获得省级教学成果奖3项。

学院党委先后获浙江省高校先进基层党组织、浙江省“高校党建工作标杆院系”。数学与统计系教工党支部、应用物理系教工党支部先后入选新时代全国“高校党建工作样板支部”、浙江省“高校党建工作样板支部”。近年来，学院学生获得“互联网+”主赛道国家金奖和银奖、大学生数学建模国家一等和二等奖、挑战杯国家奖和浙江省一等奖、中国大学生计算机设计大赛等各类大学生学科竞赛国家级奖100余项，省部级奖800余项。

学院的发展目标：以高质量人才培养为基，以高水平学科建设为纲，早日建成“特色鲜明、实力一流、全国知名”的国际化和研究型的理学院。