En Chile, los inicios del desarrollo matemático estuvieron estrechamente ligados al progreso de la ingeniería y la economía. En este contexto, cuando la Pontificia Universidad Católica de Chile (UC) fue inaugurada en marzo de 1888, las matemáticas se incorporaron como parte de un curso propedéutico de dos años destinado a estudiantes de ingeniería, con el propósito de subsanar las brechas formativas con las que llegaban desde la enseñanza media.
En 1898, se comenzó a organizar la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, que en sus primeros años trabajó en establecer el perfil y contenido de los cursos bajo su responsabilidad, incluyendo el de matemáticas. Con el tiempo, en 1929, la Facultad se dividió en departamentos y se creó el Departamento de Matemáticas, como parte de la Escuela de Ingeniería.
Un hito fundamental se produjo entre 1966 y 1969, cuando se estableció la Escuela de Matemáticas, administrada por la misma facultad. Esta escuela tuvo como misión formar matemáticos de alto nivel y fomentar la investigación, con el objetivo de contribuir al desarrollo cultural y social del país. Durante este periodo se graduaron los primeros licenciados en Matemáticas de la UC: Jorge Mujica Ascui, José López Tarrés y Gonzalo Masjuán Torres. Fue el primer paso hacia la consolidación de la disciplina dentro de la universidad, congregando a académicos en torno a la matemática y sus distintas áreas.
En 1969, se creó el Instituto de Matemáticas, dependiente de la Facultad de Ciencias. Este permitió centralizar a los docentes de matemáticas que pertenecían a distintas facultades de la UC y dio origen a los primeros grupos de estudio especializados: Análisis, Topología, Álgebra y Lógica, Matemática Física, Análisis Numérico, Estadística y Procesos Matemáticos. El Instituto se dedicó a impartir docencia en diversos niveles y especialidades, a otorgar grados académicos y a realizar labores de perfeccionamiento y extensión.
A comienzos de los años 70, se impulsaron nuevas iniciativas académicas: en 1971 se creó la carrera de Técnico en Estadística, respondiendo a la necesidad de ofrecer programas cortos y pertinentes al nuevo contexto educacional; en 1972 se instauró el Doctorado en Matemática; y en 1978 se estableció el título profesional de Estadístico.
En 1982, la evolución institucional culminó con la fundación de la Facultad de Matemáticas, que tuvo como primer decano a Rolando Chuaqui Kettlun. Su creación obedeció al propósito de fortalecer la investigación y la docencia, manteniendo vínculos estrechos con otras unidades académicas como Ingeniería, Física, Economía, Pedagogía y Ciencias Sociales. La investigación fue definida como una función prioritaria, reconociendo que la productividad científica era esencial para el desarrollo tanto de la facultad como de la universidad. Inicialmente, la facultad se ubicó en el tercer piso del edificio de Ingeniería.
En 1987 asumió como decano José López Tarrés y se creó el programa de Magíster en Estadística. Tres años después, en 1990, Rolando Chuaqui fue reelegido como decano, y se inauguró el primer edificio propio de la Facultad de Matemáticas, marcando el inicio de una nueva etapa con instalaciones más adecuadas y autónomas. Chuaqui fue reelecto nuevamente en 1993, pero falleció inesperadamente el 22 de abril de 1994, dejando un legado decisivo en la consolidación de la facultad y el desarrollo de las matemáticas en la UC.
Tras su fallecimiento, Claudio Fernández Jaña fue electo decano, cargo que ejerció hasta 2004. Durante su gestión, en 1995, la Academia de Ciencias reconoció a la Facultad de Matemáticas UC como el centro con mayor número de investigadores en el país y con el mayor número de académicos con proyectos Fondecyt. En 1999 se inauguró el edificio Rolando Chuaqui, diseñado por el destacado arquitecto chileno Alejandro Aravena, en homenaje al fallecido decano.
En 2004 asumió el decanato Guillermo Marshall Rivera, quien fue reelegido y permaneció en el cargo durante dos periodos. En 2013, fue electo como decano Martin Chuaqui Farrú, y en 2016 lo sucedió Mario Ponce Acevedo, quien también cumplió dos mandatos consecutivos.
En 2018 se creó el Instituto de Ingeniería Matemática y Computacional (IMC), como una forma de integrar el conocimiento matemático con los desafíos de la computación y la ingeniería moderna.
En 2023, Eduardo Cerca asumió como nuevo decano de la Facultad de Matemáticas, liderando hasta la actualidad una unidad académica que ha crecido en complejidad, prestigio y proyección tanto a nivel nacional como internacional.