در هسته اولیه دانشکده ریاضی، آمار و علوم کامپیوتر، که در بدو تأسیس دانشگاه تهران تحت نام گروه ریاضی فعالیت می‌کرد، درس‌های ریاضی کاربردی در قالب آنالیز عددی و مکانیک همواره مورد توجه بوده است. دوره کارشناسی ریاضی کاربردی در سال 1373 و دوره کارشناسی ارشد ریاضی کاربردی در سال 1371  دایر گردیدند. اولین دانشجوی دکترای ریاضی کاربردی در سال 1376 پذیرفته شد و درسال 1381 از رساله دکترای خود دفاع نمود.

دانشجویان دوره کارشناسی ریاضی کاربردی و نیز دانشجویان رشته کارشناسی ریاضیات و کاربردها با همکاری دانشجویان کارشناسی ارشد و دکترای ریاضی کاربردی در مسابقات ریاضی (داخلی و بین‌المللی) و تحقیق در عملیات کشوری مقام‌های با ارزشی کسب نموده‌اند.

 در پی ارتقاء دانشکده علوم به پردیس علوم و ارتقای گروه ریاضی به دانشکده ریاضی، آمار و علوم کامپیوتر در سال ۱۳۸۵ بخش ریاضی کاربردی به عنوان یکی از بخش‌های چهارگانه این دانشکده در کنار بخش‌های ریاضی محض، آمار، و علوم کامپیوتر آغاز به کار  نمود.

از زمان تأسیس، پژوهش‌های بخش ریاضی کاربردی بر موضوعات زیر متمرکز بوده است:

تحقیق در عملیات، بهینه‌سازی، شبکه‌های جریان ایستا و پویا، آنالیز ناهموار، آنالیز محدب، آنالیز عددی، معادلات دیفرانسیل، نظریه گراف، نظریه بازی‌ها، دستگاه‌های دینامیکی، نظریه هندسی کنترل، زیست ریاضی و ریاضیات مالی.

در حال حاضر  پژوهش‌های بخش ریاضی کاربردی بر موضوعات زیر متمرکز  است:

تحقیق در عملیات، بهینه‌سازی، آنالیز ناهموار، آنالیز محدب، آنالیز عددی،  نظریه بازی‌ها، دستگاه‌های دینامیکی، نظریه هندسی کنترل، زیست ریاضی و ریاضیات مالی.

بخش ریاضی محض و ریاضی کاربردی ضمن پاسداشت میراث علمی بجا مانده از گروه ریاضی، همکاری نزدیکی با هم و نیز با بخش‌های آمار و علوم کامپیوتر دارند. در این خصوص می توان به همکاری در طرح درس‌ها، ارزیابی کیفیت آموزش ریاضی، طرح پایان‌نامه‌ها و تزهای تحصیلات تکمیلی مشترک بین دو بخش، ارزیابی و داوری پایان‌نامه‌ها و رساله‌های تحصیلات تکمیلی مشترک بین دو بخش، و تبادل دانشجوی کارشناسی ارشد بین دو بخش اشاره کرد. به علاوه، امور مربوط به مقطع کارشناسی ریاضی، که هم اکنون به عنوان «رشته ریاضیات و کاربرد‌ها» خوانده می‌شود، به طور مشترک بوسیله بخش‌های ریاضی محض و ریاضی کاربردی اداره می‌گردد. امور مربوط به تحصیلات تکمیلی توسط هر بخش، براساس اصل همکاری متقابل، در همان بخش انجام می‌گیرد.