Năm 1951, tại Trường Sư phạm Cao cấp và Khoa học Cơ bản ở Khu học xá Nam Ninh (Quảng Tây, Trung Quốc), Ban Toán – Lý (tiền thân của Khoa Toán – Tin ngày nay) đã được hình thành. Tháng 11 năm 1954, Trường Đại học Sư phạm Khoa học ra đời từ sự kết hợp Trường Sư phạm Cao cấp và Khoa học Cơ bản, Trường Dự bị Đại học Thanh Hóa với Trường Cao đẳng Sư phạm Hà Nội vùng tạm chiếm; Tổ Toán của Trường được thành lập. Năm 1956, Trường Đại học Sư phạm chính thức được thành lập. Khoa Toán – Lý được thành lập chung cho cả hai trường Đại học Sư phạm và Đại học Tổng hợp. Từ năm 1958, Khoa Toán – Lý của Trường Đại học Sư phạm được tách riêng. Năm 1960 – 1961, Khoa Toán – Lý tách ra thành 2 khoa: Khoa Toán và Khoa Vật lý. Từ năm 1995, Khoa Toán được đổi tên thành Khoa Toán – Tin.

Trong hơn 70 năm thành lập và phát triển, Khoa Toán-Tin đã đào tạo được trên 15000 sinh viên, hơn 150 tiến sĩ và khoảng 2000 thạc sĩ, Khoa Toán-Tin là một trong những cơ sở đào tạo và nghiên cứu Toán học hàng đầu cả nước. Những thế hệ sinh viên của Khoa đã và đang đóng góp vào sự nghiệp giáo dục của đât nước, góp phần vào công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, xây dựng và bảo vệ tổ quốc. Nhiều cựu sinh viên và giảng viên của Khoa đã trở thành những nhà toán học hàng đầu cả nước. Họ đã và đang giữ vai trò lãnh đạo trong Bộ Giáo dục và Đào tạo, Hội Toán học Việt Nam, trong các cơ sở nghiên cứu và đào tạo khác trong cả nước như là Viện Toán học (Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), các trường Đại học Sư phạm cũng như các Sở Giáo dục và Đào tạo.