中國科學院大學數學科學學院前身為1978年成立的中國科技大學研究生院（北京）數學教學部，2002年9月更名為中國科學院研究生院數學系，2006年6月與中國科學院數學與系統科學研究院聯合組建成立中國科學院研究生院數學科學學院，院長和副院長分別由數學與系統科學研究院的院長和分管教育的副院長擔任。2014年由數學與系統科學研究院承辦科教融合數學科學學院，現任院長為席南華院士。數學科學學院集成了中國科學院大學、數學與系統科學研究院的綜合優勢，本科生和研究生課程體系先進、規范，科研環境優良，擁有一支科教融合的高水平的師資隊伍，并由國內外知名的專家、學者擔任授課教師。數學科學學院的師資隊伍包括專任教師、崗位教師，其中專任教師31人，崗位教師130人，包括院士6人，杰青41人，教授（研究員）112人、副教授（副研究員）42人。數學科學學院下設6個教研室，分別為分析數學教研室、幾何與拓撲教研室、代數與數論教研室、計算數學與計算機數學教研室、概率論與數理統計教研室、運籌學與控制論教研室。

數學科學學院現有五個一級學科和15個二級學科博士學位授權點，分布在數學、系統科學、統計學、計算機科學與技術、管理科學與工程五個一級學科。