● 1923年4月東北大學建立，設有理科。1929年1月，東北大學實行學院制，改理科為理學院。理學院院長為留美物理學博士孫國封。1931年，“九·一八”事變后，東北大學被迫開始流亡。

　　● 1949年建國初，由原東北大學的工學院和理學院（部分）新辦沈陽工學院。1950年8月沈陽工學院、撫順礦專、鞍山工專三校合組為東北工學院。其中設有數(shù)學系、物理系、化工系等。1952年8月，根據(jù)中央教育部及東北人民政府關于東北地區(qū)高等學校進行院系調(diào)整的方案，數(shù)學系、物理系、化工系分別被調(diào)整到東北人民大學（現(xiàn)吉林大學）、東北師范大學、大連工學院等，部分留下教師組成數(shù)學、物理、化學等教研組（室）。

　　● 1958年6月在數(shù)學、物理教研室的基礎上成立了數(shù)理系，沈洪濤教授任數(shù)理系主任。同年8月數(shù)理系撤銷，組建理學系，趙慶方教授任理學系主任。理學系設有數(shù)學、物理、普通化學、物理化學、分析化學、材料力學、理論力學7個教研室。

　　● 1962年1月，為加強基礎課教學成立基礎部。理學系所屬的普通化學、物理化學、分析化學、材料力學、理論力學教研室及新組建的基礎數(shù)學和普通物理教研室劃歸基礎部，趙慶方教授任基礎部主任。理學系保留了專業(yè)數(shù)學、金屬物理、冶金物理化學、力學4個教研室，賴祖涵教授任理學系主任。1970年理學系撤銷。

　　● 1980年6月到1984年8月間，數(shù)學系、物理系、化學系、力學部相繼組建。

　　● 1993年東北大學復名。理學院于1994年9月26日在數(shù)學系、物理系、化學系、力學部基礎上成立，設有數(shù)學系、物理系、化學系、材料物理系、力學部，謝緒愷教授任理學院院長。1997年10月張慶靈教授任理學院院長。2006年11月王建華教授任理學院院長。