理学院前身为东北大学理学系，成立于1929年。东北大学复名后，于1994年9月在数学系、物理系、化学系、力学部基础上恢复成立理学院。现由数学系、系统科学研究所、物理系、化学系、分析科学研究中心、分子科学工程中心、生物技术研究所、应用力学研究所、材料物理与化学研究所和分析化验中心组成。现有教职工227人，其中，中科院院士1人，博士生导师16人，省级学科带头1人、省级骨干教师5人；教授49人，副教授66人，高级工程师27人。学院涵盖7个一级学科，现有2个辽宁省重点学科，1个博士后流动站，2个博士点和15个硕士点。设有信息与计算科学、应用物理学（光电子科学与传感技术）、材料物理、应用化学、生物工程、工程力学等6个本科生专业。

　　数学学科有五个硕士点：基础数学、计算数学、概率论与数理统计、应用数学、运筹学与控制论，涵盖了本一级学科的所有二级学科。现有46名教师，博士生导师2人；教授11人，副教授21人，讲师7人。

　　物理学科现有两个硕士点：理论物理和凝聚态物理。有30名教师，博士生导师4人；教授12人，副教授13人，讲师3人。

　　化学学科现有三个硕士点：分析化学、高分子化学与物理和物理化学，其中分析化学学科是辽宁省重点学科，具有博士学位授予权。有31名教师，中国科学院院士1人，博士生导师5人；教授11人，副教授11人，讲师9人。

　　化学工程学科现有两个硕士点：应用化学和生物化工。应用化学学科有8名教师，博士生导师1人；教授3人，副教授3人，讲师2人。

　　生物学科是我校的新兴学科，其生物化工硕士点挂靠在化学工程学科。有副教授4人，讲师3人，其中三人具有博士学位。

　　力学学科现有两个硕士点：一般力学和固体力学。有14名教师，博士生导师1人；教授5人，副教授6人，讲师3人。

　　材料物理与化学是辽宁省重点学科，具有博士、硕士学位授予权。有13名教师，博士生导师3人；教授5人，副教授5人，讲师2人。