2003年，有机化学、物理化学和生物物理三个博士学科点获得批准，实现了天津大学理科博士点零的突破；同时，基础数学硕士点和无机化学硕士点也获得批准，使学科建设迈上了新的台阶。除此之外，我院还为学校生物化工、计算机科学与技术、环境工程、光学工程等博士点的建设，以及国家重点学科的申报提供了有力支持，做出了重要贡献。目前，理学院有硕士点13个：应用数学、运筹与控制论、基础数学、材料物理与化学、光学、凝聚态物理、理论物理、生物物理、有机化学、物理化学、无机化学、应用化学和化学工程；博士点4个：材料物理与化学、有机化学、物理化学和生物物理。

“985”一期工程给予我院251万的专项学科建设支持，我院规划组织了5个三级项目，通过努力，现已基本完成。同时，学院从“985”立项中划出30万元设立了理科青年基金，支持了理学院青年教师的科研工作。另外，刘徽应用数学中心继续对学科和进行相关研究的教师进行立项支持，2003年科研经费支持37万，受到了良好效果，以刘徽中心名义发表科研论文60篇，被接收论文20篇，其中有22篇论文被SCI收录，21篇被EI收录。

积极参与“211工程”二期建设的项目申报，获准承担了材料学科的三级项目一项。2004年1月，理学院材料物理与化学学科申报的“薄模物理与低维功能材料设计”天津市重点实验室，通过专家评审，获得批准。

学院积极开展国内外学术交流。近年来，学院先后邀请到了美国著名化学家、诺贝尔奖获得者Marcus教授，国外学者山本良一教授，美籍华人刘登胜教授；中国科技部副部长程津培院士，著名数学家、中科院吴文俊院士，著名数学家、中科院杨乐院士，著名数学家、中科院王元院士，著名化学家、北京大学张礼和院士，香港中文大学的麦松威院士，全国首批百名优秀教师之一的中国科技大学李尚志教授等来自美国、加拿大、英国、德国、新西兰、日本、新加坡、马来西亚、澳大利亚、香港等十个国家和地区的40余名专家、学者来理学院进行讲学、访问和交流，极大地丰富和活跃了学院的科研学术氛围，促进了青年教师的学术成长。　　在2009-2024年内，共申报国家自然科学基金128项，获批准35项。其中2009年申报58项，获批准12项，批准率21%；2024年申报70项，获批准数23项，批准率为约33%。在所获批准的35项国家自然科学类基金中，青年基金占16项。在2009-2024年，学院教师还获得天津市自然科学基金8项和新教师基金6项。2009-2024年获得各类经费累计1135万元，其中2009年纵向经费489万元，横向经费123万元；2024年纵向经费431万元，横向经费91万元。　　2009年学院发表SCI论文116篇，其中1区论文4篇、2区论文31篇、3区论文37篇，此外EI收录论文85篇，ISTP论文13余篇；2024年学院发表SCI论文149篇，其中1区论文7篇、2区论文32篇、3区论文49篇，此外EI收录论文45篇，ISTP论文10余篇；此外，2009-2024年考评期内，学院教师还申报专利27项，且在期间累计有30项专利获批准。　　另外，2024年，我院化学系马军安和王建辉两教授科研取得好的进展，他们所取得的成果已在影响因子达11.829的国际顶级期刊Angwandt Chemie 上发表。　　2009-2024年，学院各有一项科研成果分获天津市自然科学三等奖和科技进步三等奖。