两所合并之前，著名原子物理学家王天眷，著名物理学家张承修，著名空间物理学家李钧院士，著名数学家李国平院士，著名数学家丁夏畦院士都曾在武汉物理所、武汉数学物理所长期工作并担任重要职务。
中国科学院武汉物理与数学研究所现设有5个研究室，其中波谱研究室、原子分子物理研究室、数学物理研究室开展基础与应用基础研究；原子频标研究室、光电子研究室从事高技术研发与应用研究。研究所拥有波谱与原子分子物理国家重点实验室、武汉磁共振中心、中科院冷原子物理中心、中科院数学物理联合实验室4个国家级、院级科研平台，同时也是武汉光电国家实验室的组建单位之一。研究所的支撑系统包括：磁共振波谱技术、激光光谱技术、计算机信息中心和高技术工程中心。
研究所现有职工336人，其中科技人员207人（正高级科技人员34人，副高级科技人员64人，博士生导师33人）。先后有丁夏畦、李钧、叶朝辉3人当选中国科学院院士。有7人入选“杰出青年基金”，14人入选中科院“百人计划”，3人担任“973”首席专家。有硕士学位授予点7个，博士学位授予点3个，1个博士后科研流动站。在学研究生261人，在站博士后10人。 1978年以来，授予硕士学位265名，授予博士学位226名。
1958—2008年，研究所共取得科研成果近300项，包括国家科技进步一等奖、国家自然科学二等奖、国防科技重大成果一等奖、国家星火科技奖以及中科院和省部级自然科学一等奖和科技进步一等奖等，自 1985以来，共申请专利 126项，获授权专利 102项。从1996年起，平均每年发表SCI论文百余篇。
中国科学院武汉物理与数学研究所主办的《数学物理学报》（中、英文版）和《波谱学杂志》均为我国自然科学的核心期刊，《数学物理学报》英文版为SCI收录期刊。
