В 1948 году с образованием Таджикского государственного университета начал действовать и физико-математический факультет. В первый год деятельности факультета на математическое отделение было зачислено всего 14 студентов. Первыми преподавателями данного отделения, роль которых в подготовке высококвалифицированных отечественных специалистов чрезвычайно велика, являются Христиченко П.И., Ходжаев Л.Ш., Берлинский А.Г., Куртяков С.Ю., Субханкулов М.А., Михайлов Л.Г. и другие.
В 1965 году на базе кафедры математики был создан механико-математический факультет, в состав которого входили 4 кафедры – математического анализа, дифференциальных уравнений, прикладной математики и методики преподавания математике. В 1968 году в состав факультета были добавлены 3 новые кафедры – алгебра и геометрия, высшая математика и механика. В то время преподаванием, обучением и исследованием на факультете занимались всего 28 преподавателей. В настоящее время в структуру факультета входят 9 кафедр и более 100 преподавателей и сотрудников.
Первый декан вновь созданного механико-математического факультета было профессор Субханкулов М.А. (1965-1967).
В 1967 году на должность декана факультета был назначен доцент Мухторов С.Н., который занимал эту должность до 1980 года.
Позже должность декана факультета заняли Муртазоев Д.М. (1980-1982), Раджабов Н.Р. (1982-1985), Гафуров Н.Г. (1985-1990), Маликов Х.М. (1990-1995), Джобиров А.К. (1995-2000), Мустафакулов Р. (2000-2007), Зокиров С.Х. (2007-2008), Мирзоев С.Х. (2008-2015) и Одинаев Р.Н. (2015-2022).
С 22 апреля 2022 года деканом факультета является Косимов И.Л.
Ряд профессоров факультета добились значительных результатов в подготовке докторов и кандидатов наук. Например, профессор Стеценко В.Я. за время своего научно-педагогической деятельности подготовил почти 50 остепененных кадров. Профессора Раджабов Н.Р., Мухаммадиев Э.М., Шабозов М.Ш., Юнуси М.К., Комилиён Ф.С. и Рахмонов З.Х. каждый по отдельности подготовили от 10 до 25 кандидатов наук, докторов PhD и докторов наук.
На факультете имеются очные и заочные отделения. На дневном отделении факультета обучение студентов ведется по 5 специальностям – общая математика, информатика, прикладная математика, механика, компьютерная безопасность, а на заочном – по 2 специальностям, – общая математика и информатика.
Ежегодно талантливые выпускники факультета на основе конкурса принимаются для ведения научно-исследовательских работ в отделениях магистратуры, аспирантуры, докторантуры по специальности (PhD) и докторантуры университета.
На факультете создан совет по защите диссертаций для докторантов по специальности (доктор PhD), аспирантам и докторантам наук, где ежегодно защищаются от 2 до 6 соискателей.
В настоящее время на факультете действуют 5 престижных научных школ, которые готовят высококвалифицированных научных кадров для всех научных и образовательных учреждениях республики: школы академиков Раджабова Н.Р., Шабозова М.Ш., Рахмонова З.Х., профессоров Юнуси М.К. (покойный) и Комилиён Ф.С.
Среди выпускников факультета, также, немало лиц, работавших и работающих на ответственных партийных и государственных должностях, руководителей научных и образовательных учреждений, банков, организаций и научно-производственных учреждений: Бобосодикова Гулджахан, Абдуназаров Халик, Пулодов Пулод, Умаров Хабибулло являлись партийными лидерами, Илолов Махмадшо, Шабозов Мерганд, Джангибеков Гулходжа, Курбанов Икром, Пулодов Пулод, Умаров Хабибулло, Комилиён Файзали – ректорами высших профессиональных учебных заведений, Илолов Махмадшо – президентом Академии наук Республики Таджикистан, Рахмонов Зарулло – директором Института математики имени академика А. Джураева Национальной академии наук Республики Таджикистан, Шабозов Мерганд работал в должности заместителя председателя Маджлиса представителей Национального Маджлиса Таджикистан, Раджабова Л.Н. – в должности председателя комитета по науке и молодежной политике Маджлиса представителей НМТ, Ширинов Абдуджаббор – в должности председателя Национального банка Таджикистана, Джамшед Юсуфиён – в должности первого заместителя НБТ, Мирзоев Сайъло – в должности исполнительного директора филиала МГУ имени М.В. Ломоносова в городе Душанбе.