Το Τμήμα δημιουργήθηκε τον Ιούνιο του 2013 από τη συνένωση του Τμήματος Μαθηματικών και του Τμήματος Εφαρμοσμένων Μαθηματικών. To Τμήμα Μαθηματικών δέχθηκε για πρώτη φορά φοιτητές το ακαδημαϊκό έτος 1977-1978 και μαζί με το Τμήμα Φιλολογίας υπήρξαν τα πρώτα Τμήματα που λειτούργησαν στο Πανεπιστήμιο Κρήτης. Το Τμήμα δημιούργησε μια μεγάλη παράδοση εξαιρετικής πανεπιστημιακής διδασκαλίας που συνοδευόταν από σημαντικά ερευνητικά αποτελέσματα στην μαθηματική επιστήμη. Ηταν το πρώτο από όλα τα Τμήματα Μαθηματικών στην Ελλάδα που λειτούργησε, ήδη από το 1984, οργανωμένο Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών το οποίο οδηγούσε στην απόκτηση Μεταπτυχιακού Διπλώματος Ειδίκευσης ή ακόμη και στην εκπόνηση Διδακτορικής Διατριβής, με τους διδακτορούχους του να ακολουθούν διεθνή ακαδημαϊκή σταδιοδρομία.
Το Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών ιδρύθηκε μετά από προσπάθειες των μελών του Τμήματος Μαθηματικών το 1999 με σκοπό την ανάπτυξη των εφαρμογών των Μαθηματικών στην Ελλάδα. Το Τμήμα πολύ γρήγορα προσέλκυσε καταξιωμένους και δυναμικούς νέους ερευνητές από Ευρώπη και Αμερική και σύντομα δημιούργησε ένα εξαιρετικό προφίλ εκπαίδευσης και έρευνας στις εφαρμογές των Μαθηματικών, έχοντας εξασφαλίσει σημαντικά ανταγωνιστικά ερευνητικά έργα και δραστηριότητες.
Τα δύο Τμήματα συνενώθηκαν με απόφαση του εποπτεύοντος υπουργείου το 2013 στο πλαίσιο του σχεδίου «Αθηνά». Το αποτέλεσμα της συνένωσης ήταν η δημιουργία ενός ισχυρού μαθηματικού τμήματος με διεπιστημονικό χαρακτήρα.
Το ενιαίο Τμήμα Μαθηματικών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών είναι το μεγαλύτερο Τμήμα στη Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών και δέχεται τους περισσότερους φοιτητές. Εισάγωνται φοιτητές σε δύο κατευθύνσεις, Μαθηματικών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών. Το πρόγραμμα σπουδών στα Μαθηματικά προσφέρει ένα στέρεο υπόβαθρο σε όλα τα γνωστικά πεδία των Μαθηματικών. Το πρόγραμμα στα Εφαρμοσμένα Μαθηματικά δίνει έμφαση στα γνωστικά πεδία των μαθηματικών και τους επιστημονικούς υπολογισμούς που στηρίζουν τις εφαρμογές και τη σύγχρονη τεχνολογία παρέχοντας διεπιστημονική γνώση.
Το ενιαίο τμήμα συνεχίζει την ισχυρή παράδοση των δύο τμημάτων παρέχοντας μαθηματική εκπαίδευση υψηλού επιπέδου δίνοντας, παράλληλα, έμφαση στην προσωπική επαφή φοιτητών και διδασκόντων. Οι διδάσκοντες είναι κοντά στους φοιτητές τους και σε συνεχή επαφή μαζί τους ήδη από τα πρώτα εξάμηνα των σπουδών τους. Ο κάθε φοιτητής έχει τον προσωπικό του σύμβουλο καθηγητή με τον οποίο μπορεί να συζητήσει τα προβλήματα που τον απασχολούν. Από το ακαδημαϊκό έτος 2016-17, τα εργαστήρια ασκήσεων των υποχρεωτικών μαθημάτων οργανώνονται σε τμήματα στα δύο μεγάλα αναγνωστήρια του τμήματος όπου οι ασκήσεις λύνονται σε ομάδες εργασίας με τη βοήθεια προχωρημένων προπτυχιακών και μεταπτυχιακών φοιτητών, πάντα με την επίβλεψη και συνδρομή του καθηγητή. Καθ’ όλη τη διάρκεια των σπουδών προσφέρονται μαθήματα με έμφαση στην ανάπτυξη και χρήση επιστημονικού λογισμικού. Τα μαθήματα αυτά διδάσκονται στα οργανωμένα και σύγχρονα εργαστήρια 150 θέσεων Η/Υ του τμήματος.
Το Τμήμα μεταφέρει την ισχυρή ερευνητική παράδοση όπως έχει αναπτυχθεί από τη μαθηματική κοινότητα Πανεπιστημίου Κρήτης όλα αυτά τα χρόνια με κύριο χαρακτηριστικό τη διεθνή αναγνωρισιμότητα του τμήματος που στηρίζεται:
- στην ερευνητική αριστεία
- στην προσέλκυση ανταγωνιστικών ερευνητικών προγραμμάτων
- στις διεθνείς ερευνητικές συνεργασίες
- την οργάνωση διεθνών συνεδρίων
- στη προσέλκυση νέων μεταδιδακτόρων από όλο τον κόσμο.
Η ισχυρή ερευνητική παράδοση αντικατοπτρίζεται και στην ποιότητα των προσφερόμενων μεταπτυχιακών σπουδών. Το Τμήμα Μαθηματικών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών δίνει τη δυνατότητα στους αποφοίτους του να συνεχίσουν τις σπουδές τους σε μεταπτυχιακό επίπεδο με σκοπό την απονομή Μεταπτυχιακού Διπλώματος Ειδίκευσης.