西北大学数学学科创建于1925年，是学校历史最为悠久的系科之一，人才辈出，实力雄厚。2013年底，数学系更名为数学学院。数学学院现有陕西省数量经济研究中心、非线性科学研究中心、数学与科学史研究中心、中日数论研究所等科学研究机构。有国家重点（培育）学科1个，省级重点学科2个，一级学科博士学位授权点3个（数学、统计学、技术科学史），博士后科研流动站3个，省级人才培养创新实验区1个（数学与应用数学）。有数学与应用数学、信息与计算科学、金融数学、应用统计学4个本科专业（方向），其中，数学与应用数学专业为陕西省名牌本科专业和陕西省特色专业。

数学学院现有教职工80人，其中专任教师65人，有教育部长江学者2人，国家杰出青年基金奖获得者1人，入选国家“百千万人才工程”1人，全国百篇优秀博士论文奖及提名奖获得者2人，博士生导师13人、教授17人、副教授24人。近年来承担国家自然科学基金等科研项目40余项，获省部级科研奖及其他科研奖10余项，获省部级优秀教学成果奖6项。

多年来数学学院为我国近代数学的发展培养了大批卓越人才。首届陕西省教学名师、我院教授王戍堂先生在拓扑学领域做出过重要贡献，他所创立的“王氏定理”闻名海内外。我院已故教授李继闵先生，在数学史领域的研究工作成果卓著，荣获2000年国家科技进步三等奖。中科院院士徐宗本教授1976年本科毕业于我院，现为西安交通大学副校长、曾获苏步青应用数学奖、国家自然科学奖二等奖。香港中文大学数学研究所常务副所长、78级校友辛周平教授在第三届华裔国际数学家大会上，被授予晨兴数学奖金奖。82级校友、中国科学院数学与系统科学研究院副院长巩馥洲教授于2003年获得陈省身数学奖。现任数学学院院长曲安京教授于2010年当选为国际科学史研究院通讯院士。徐宗本、辛周平、曲安京三位我院毕业生分别应邀在国际数学家大会上作45分钟邀请报告，这个数据在国内高校数学系名列前茅。数学学院78级校友著名企业家简劲宏出资设立简劲宏数学奖励基金，迄今为止，我院已有87名学生获得奖励。