数学科学学院是山西大学历史最悠久的学院之一，其前身是1936年建立的山西大学数学系，2003年更名为数学科学学院。

学院从1978年开始招生研究生，1986年获批数学一级学科硕士学位授权点，2000年获批基础数学博士学位授权点，2010年获批全国首批应用统计硕士专业学位学位授权点，2011年获批统计学一级学科硕士授权点，2018年获批数学一级学科博士授权点。现有山西省数学重点学科，有应用统计硕士、教育硕士（学科教育•数学）2个专业学位授权。设数学与应用数学、信息与计算科学、统计学3个本科专业，其中数学与应用数学专业是国家级一流本科专业（2019年），统计学和信息与计算科学是山西省一流本科专业。