同济大学数学系的历史可以追溯到1945年，期间多位知名学者如程其襄、杨武之、朱言钧、樊映川、张国隆、陆振邦等在此任教，并留下了《高等数学》等在全国范围内有重大影响的优秀教材。后，由于几次调整和间断，直到1980年，应用数学系才正式恢复。到了2006年，该系更名为数学系。本科阶段，同济大学数学系提供了数学与应用数学（国家级特色专业）和统计学两个专业供学生选择。在硕士研究生层次，该系开设了基础数学、应用数学、计算数学、概率论与数理统计以及运筹学与控制论等专业方向。对于想要进一步深造的学生，同济大学数学系还提供了应用统计的专业型硕士学位项目。在博士研究生层次，同济大学数学系拥有数学的一级学科博士学位授予点，具体包括基础数学（国家重点学科培育对象）和应用数学两个二级学科博士点。