哈尔滨工业大学数学学院前身是创建于1958年的计算数学专业，1981年开始培养基础数学和计算数学专业硕士，1986年获得基础数学博士学位授予权（是国内最早的两所工科院校之一），1987年成立数学系，2019年成立数学学院。2001年建立了数学学科博士后流动站，2005年数学学科成为一级学科硕士学位授权点，2010年数学学科成为一级学科博士授权点，2011年统计学成为一级学科博士授权点,2013年获批应用统计专业硕士学位授权点。基础数学是省重点学科（2001年）和国防科工委重点学科（2002年）；应用数学是省重点学科（2001年）。数学学科2011年成为省一级重点学科。2013年基础数学和应用数学成为工信部重点学科。1997年入选教育部首批七个“工科基础课程（数学）教学基地”之一；2020年数学类专业入选教育部强基计划和基础学科拔尖学生培养计划2.0基地；2020年获批成立黑龙江应用数学中心。

在教育部第四轮学科评估中，哈尔滨工业大学数学学科位列A-，统计学位列B。在2023年10月《美国新闻和世界报导》(US News)发布的世界大学数学专业排名中，我校数学学科排名全球第31位，在内地高校77个机构中位于第5位。在2023年发布的世界大学学科排名（QS World University Rankings）中，我校数学学科排名全球第148位，在内地高校35个机构中位于第7位；统计学排名全球第151-200位，在内地高校21个机构中并列第10位。在2023年发布的软科世界一流学科排名中，数学学科位列全球第76-100位，在内地高校95个机构中并列第6位。哈尔滨工业大学数学学科自2013年5月始终保持全球前1%行列。

学院现有专任教师98人，博士化率98.9%；其中，国家杰出青年基金获得者2人，国家高层次人才2人，国家高层次青年人才3人，教育部新世纪优秀人才1人，龙江学者1人，黑龙江省杰出青年基金获得者2人，黑龙江省教学名师3人，龙江青年学者1人，宝钢优秀教师奖8人，黑龙江省优秀青年基金获得者5人；博士生导师45人，硕士生导师73人，正高级职称37人。

学院现有本科专业三个：数学与应用数学(拔尖学生培养计划2.0、强基计划（2020）、国家一流本科专业(2020))、信息与计算科学(拔尖学生培养计划2.0、强基计划（2020）、国家一流本科专业（2019）)、统计学（国家一流本科专业（2021））。现有在读本科生436人,硕士研究生201人，博士研究生229人。现有：国家级精品资源共享课程1门，国家级精品课程2门，国家级精品在线开放课程3门，国家一流本科课程3门，省一流本科课程2门，省级精品课程4门，省级优秀教学团队1个,省级优秀教材2部，省头雁团队1个（数学与人工智能交叉学科创新研究），省级重点实验室（计算与应用数学）1个，省级领军人才梯队（计算数学）1个。已培养本科生2000余人，硕士生1700余人，博士生500余人，其中涌现出一大批优秀学子：与境外高水平大学联合培养博士研究生100余人；国家级高层次人才10余人；8位大学校长、副校长（如：哈工大副校长、电子科技大学副校长等）；国家百篇优博提名奖3人；教育部学术新人奖3人；20余位省级学会和国家二级学会理事长及副理事长；校优秀博士学位论文奖21人；世界华人数学家大会“新世界数学奖”博士金奖1人、本科生银奖1人。

本学科依据国防和社会发展的需求及主流科研方向前沿发展趋势，形成了以传统优势方向为支撑，以新兴与交叉方向为主要生长点的学科格局。主要科研方向有：泛函分析及其应用、代数与数论、常微分方程与动力系统、科学与工程计算、偏微分方程与调和分析、数学物理反问题、运筹控制与优化、概率论与数理统计等。近年来承担国家重点研发计划等国家级课题50余项，科研经费千万余元。获黑龙江省科学技术奖一等奖、教育部高校科研优秀成果奖自然科学奖二等奖等多个科研奖项，每年发表学术论文100余篇。