合肥工業大學數學學院的前身是合肥工業大學基礎部數學教研室。1985年由數學與力學兩部分合併成立應用數學力學系；1997年合肥工業大學與安徽工學院合併成立了新的合肥工業大學，兩校的數學、力學合併成立了新的應用數學力學系。1999年在學校的院系調整中，由應用數學力學系的數學部分和物理系合併成立理學院；2007年理學院分開成立了數學系，2009年4月撤銷數學系，成立數學學院。
目前，學院設有2個本科專業（信息與計算科學、數學與應用數學）；1個一級學科碩士點（數學），下設5個二級學科碩士點（基礎數學、計算數學、應用數學、概率論與數理統計、運籌學與控制論）；1個二級學科博士點（信息與計算）。
學院設有5個系、部（信息與計算數學系、應用數學系、大學數學教學部、工程數學教學部、公共研究生數學教學部）；4個研究所（應用數學研究所、計算科學與模擬仿真研究所、系統科學研究所、統計分析與運籌優化研究所）。
學院現有專任教師102人，其中教授11人, 副教授25人，博士生導師2人，碩士生導師33人，國家級教學名師1人，全國數學與統計學課程教學指導委員會委員1人。共培養本科生2000多名，碩士研究生500多名，博士研究生36名。
近年來，學院共獲省部級以上自然科學獎2項，國家級教學成果二等獎1項，省級教學成果特等獎、一等獎3項，二等獎1項，三等獎2項。主持1項國家自然科學基金重點項目、1項國家科技支撐計劃項目、1項教育部科學技術研究重大項目，18項國家自然科學基金項目，34項省部級科研項目；在國內外各類重要期刊發表大量科研和教學論文，出版教材和專著多部。並有
國家級教學團隊：「工科數學基礎課」 教學團隊
國家級雙語示範課程：「數值分析」
國家級精品課程：「高等數學」
國家「十一·五」規劃教材：《高等數學》
省級特色專業：信息與計算科學
省級精品課程：「複變函數」
安徽省「十一·五」規劃教材：《數值分析》
安徽省「十一·五」規劃教材：《Numerical Analysis》(雙語教材)
校級本科精品課程：「數學分析」、「代數編碼」、「數學實驗」、「應用隨機過程」、「線性代數」、「概率論與數理統計」。
校級研究生精品課程：「數值分析」、「矩陣理論」、「數理統計」。
校級教學團隊：「數學分析」教學團隊、「信息與計算科學核心課程」教學團隊。
合肥工業大學數學學院是全國高校中開展數學建模最早的學院之一，在每年的全國大學生數學建模競賽和美國大學生數學建模競賽中，均取得了優異的成績。每年與學校創新學院聯合組織參加全國大學生數學競賽，都取得了優異的成績。