东北大学数学学科始建于1925年，是全国最早建立的数学学科之一。冯祖荀、王柔怀、申又枨、伍卓群、沈洪涛都曾在这里学习和工作过。学科1981年由国务院批准为硕士学位授权点，现有专任教师98人（含秦皇岛分校），其中包括国家政府津贴获得者1人，教育部高等学校数学类专业教学指导委员会委员1人，辽宁省教学名师3人，沈阳市“五一劳动”奖章获得者1人。
学科依据社会发展需求及主流科研前沿发展趋势，发挥传统数学理论研究的优势，逐步形成了以传统优势方向为支撑，以新兴与交叉方向为主要生长点的学科格局。主要学科方向有：微分几何及其应用、几何拓扑、非线性泛函分析及其应用、微分方程与动力系统、偏微分方程数值方法、数值代数理论及其应用、大数据分析与智能计算、组合概率方法、计算机视觉与人体生物特征识别、广义系统和生物系统的稳定性分析与控制等。学科在国际上第一次提出 切比雪夫超曲面的概念，关于仿射齐性曲面和直纹曲面的研究成果系子流形几何方向的独创成果；首次引入文法变换法，系统研究欧拉统计量及相关多项式；奇异非线性多点边值问题正解存在性的成果成为非线性泛函分析在微分方程应用领域的代表性成果；以有限元超收敛性质、间断有限元方法等方面的研究成果为基础撰写了国内第一本《间断有限元理论与方法》专著，相关学术成果至少被国内外七本专著所引用；研发的板材轧制在线快速算法解决了轧制能耗率泛函极值点存在唯一性问题；基于深度学习提出的算法在目前权威面像识别数据库LFW测试准确率为99.71%；提出一种正性保持模型降阶方法，可以快速有效地降低正广义系统的维数，从而简化对系统的分析；在非线性系统、分数阶系统研究中取得了以“谢绪恺判据”等为代表的系列原创性成果，在国际控制和数学领域具有重要的影响力。
学科秉承理论与实践相结合的原则，注重科研成果转化和应用，积极运用数学理论解决科学、工程和社会实际问题，面向优势工科发展需求成立若干科研团队，促进各学科交叉融合，协同发展。非线性泛函分析及应用团队与东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室合作，研究成果解决了困扰轧制领域的一个理论难题，即轧制能耗率泛函极值点的存在唯一性问题，并给出了板材轧制在线快速算法，成果作为轧制领域重要进展受到高度评价；应用数学与人工智能团队与东北大学“机器人科学与工程”和“模式识别与智能系统”两个学科紧密联系，面向机器人、无人驾驶、计算机视觉等领域的实际需求，模拟或实现人类的学习行为。关于视频图像分割、检测和跟踪技术为2022年北京冬奥会助力，基于视频图像检测、跟踪技术，虹膜识别技术，蓝牙定位技术等与高科技企事业单位合作，参与“北京大学·沈阳自贸大数据联合实验室”建设，为东北产业升级以及军工和金融等领域的公共安全服务；广义系统和生物系统分析与控制团队与东北大学自动化学科紧密合作，提出了一种正性保持模型降阶方法，简化了对正广义系统的分析难度。团队还发挥生物控制和数据分析方面的优势，开展传染病流行趋势研究。
学科立足基础学科的特点和优势，积极实施《东北大学服务辽沈发展及东北振兴行动计划》，始终把“立德树人”作为教育根本宗旨，通过培养高层次数学人才助力国家和地区教育、科技与经济发展，培养了一大批杰出人才，如哈尔滨工业大学刘明教授，入选国家级青年人才和Clarivate Analytics全球高被引学者；中国全海深载人潜水器“奋斗者”号控制软件负责人、“深海勇士”号载人潜水器控制软件负责人、主驾驶试航员赵兵；华为云EI服务器产品部技术专家毛坤；中国自动化学会控制理论专业委员会非线性系统与控制学组秘书长，获第35届中国控制会议关肇直奖提名奖的徐大波；同年入选国家博士后创新人才支持计划的芦安洋、安立伟等。
近五年，学科扎实推进生源质量提升工程，不断优化生源结构，每年招收学术研究生80余人（含推免生20余人）。研究生招生报录比逐年提升,近五年双一流大学生源107人，占比33%；接收推免生53人，其中双一流大学生源占比15%；46名毕业生继续在国内外攻读博士学位。为了培养学生的数学思维，提升学生运用数学知识解决工程技术和实际问题的能力，学科牵头创建了辽宁省研究生数学建模竞赛体系。为了挖掘和培养数学后备人才，学科牵头实施辽宁省英才计划，促进创新型数学人才培养。学科成功举办第八届全国研究生数学建模竞赛和多届辽宁省研究生数学建模竞赛，建立了完善的研究生数学建模竞赛体系，近几年参赛队伍数量逐年递增，研究生创新能力和团队合作精神明显提升。通过竞赛极大提高了东北地区研究生数学建模水平，增强了东北地区数学建模在全国范围内的影响力，同时也增强了研究生培养单位之间的合作和交流。同时，学科贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》相关要求，切实促进高校优质科技教育资源开发开放，选拔有科学潜质、对科学探究有浓厚兴趣的优秀高中生进入导师课题组进行创新能力培养。在辽宁省科协统筹管理下，东北大学成为省内唯一承办单位，具体实施英才计划。学科共培养11名学员，学习成效显著。2019年张霖凇同学通过学习顺利完成相关课题研究，在英才计划数学学科论坛上被评为“优秀学员”，并获批中国青少年赴日樱花计划项目。
学科发挥基础学科在课程资源建设方面的优势，以信息技术为支撑、以“互联网+”为媒介，面向辽宁省乃至全国公众提供终身学习服务。研发“大学数学网络学习平台”，培养学生自主学习能力。学科开发优质的数字化课程资源为学生自主学习、协作学习和研究性学习提供信息化环境。平台面向校内所有大学数学课程和西安电子科技大学的线性代数课程开放使用。高等数学、线性代数、复变函数与积分变换和概率统计课程均在中国大学MOOC上线，目前有六门课程被认定为国家一流本科课程。省内外多所学校选择相关课程跨校修读学分，平台上的课程自上线以来，全国累计学习人数超过50万。2020年，学科获批辽宁省教育教学平台共享”项目。学科构建了“数字化、全媒体、开放式、交互性”的科普平台，通过精准投送，实时反馈，定制传播，个性服务，实现全媒体、多终端覆盖，为广大公众提供全方位科普服务。
