①
②
③
④
⑤
⑥
理学院前身是1953年成立的北京石油学院数学教研室、物理教研室。1964年2月学校成立基础课教学处（简称：基教处或基础处），包括数学、物理、外语、体育四个教研室，1969年随学校迁至山东，受文化大革命影响基教处被解散。华东石油学院自从1977年恢复正式招生以后，恢复了数学、物理教研室，并成立了基础科学系。1984年数学、物理教研室和外语、体育等基础学科一起组建了华东石油学院北京研究生部的基础课小组（基础教研室）。学校更名为石油大学后，在北京研究生部基础教研室的基础上组建了石油大学（北京）基础科学系。2000年原基础科学系的数学教研室、物理教研室组建成立数理系。2010年4月9日，原数理系、化学科学与工程学院的应用化学系、机电工程学院材料科学与工程系合并成立中国石油大学（北京）理学院。
学院现有4个系（应用化学系、材料科学与工程系、数学系、物理系）、1个北京市重点实验室（油气装备材料失效与腐蚀防护）、1个联合研究机构（中国石油大学-加拿大哈斯基能源公司材料腐蚀与防护联合研究中心）、2个北京市高等学校实验教学示范中心（物理实验教学中心、化学与化工实验教学中心）、1个北京市创新人才培养“翱翔计划”基地实验室、2个校级重点实验室（光传感与光探测实验室、能源材料微结构实验室）、1个北京市科普教育基地（物理实验教学中心物理演示厅）、3个院级研究机构（数模研究所、计算与模拟研究中心、教育教学研究所）。
学院设有3个本科专业，材料科学与工程专业、应用化学专业、数学与应用数学专业，其中应用化学专业为教育部特色专业。学院有1门北京市精品课程：高等数学；2项北京市精品教材立项项目：概率论与数理统计、基础化学实验（上、下）；1部北京市精品教材：《应用数值分析（第三版）》；1项北京市教改项目：物理实验教学培养工科学生创新能力的研究与实践；1项校级重大教改项目：基于石油石化数理素养教育教学平台的CDIO人才培养模式的创新与探索。目前全日制在校生1112名，其中本科生599名、硕士419名、博士生98名。
学院现有在编教职工127名，其中具有博士学位的126名，占63%，教授30名，副教授34名，博士生导师19名，硕士生导师65名，其中入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选1名、教育部新世纪优秀人才1名、北京市科技新星2名，孙越崎科技教育基金获得者1人，学校青年拔尖人才10名，北京市育人标兵1人，北京市师德模范1人，北京市优秀党员1人。
学院拥有2个博士学位授权一级学科（化学、材料科学与工程）、2个博士学位授权二级学科（应用化学、材料学）、2个博士后流动站（化学、材料科学与工程）、5个硕士学位授权一级学科（数学、化学、物理学、材料科学与工程、光学工程）、2个专业学位硕士点（材料工程、化学工程）、2个北京市重点学科（应用化学、材料科学）。
2012年理学院进一步深化“十二五”学科创新平台建设，以“化学”和“材料科学与工程”一级学科为基础，初步构建了油气化学物理学科平台，并在此平台基础上搭建油气化学、油气材料失效化学物理、油气物理、新能源基础科学与固体微结构分析等五个二级学科平台，各二级学科初步形成了学术队伍。理学院教师参加国家自然科学基金、国防科技攻关、“973”项目、“863”项目等100余项科研项目。2012年、2013年国家自然科学基金项目共有18项。
2012年学院发表科研论文106篇，其中SCI收录41篇，EI收录20篇。2013年3月8日，世界顶级综合类学术期刊《Science》（《科学》）刊发了理学院崔立山教授研究组作为第一作者单位撰写的论文“ATransformingMetalNanocompositewithLargeElasticStrain，LowModulusandHighStrength”（《一种超大弹性应变、低弹性模量及高屈服强度的相变金属纳米复合材料》），同期配发的还有美国著名科学家对该论文的专题评述文章，使该杂志第一次出现了中国石油大学科研团队的名字。
图注：①大班授课小班讨论教学模式专题研讨会；②学生开展党支部主题活动；③崔立山教授研究团队在开展研讨；④物理演示厅对学生开放；⑤学生开展社会实践活动；⑥教学实验仪器设备。