理学院成立于2000年，其前身是1961年成立的基础课部。1978年、1979年招收了两届化学专业本科生，1995年，原河北林学院基础课部并入。1999年，基础课部更名为基础课学系，恢复招生。2000年底，经上级批准，撤销基础课学系，成立理学院。

学院下设数学系、化学系、物理系三个教学单位，设有数学与应用数学、化学、应用化学、应用物理学4个本科专业（其中化学专业入选国家级一流本科专业建设点，数学与应用数学专业入选省级一流本科专业建设点），拥有化学一级学科硕士点。学院现有在职教职工135人，专任教师107人，其中教授20人，副教授44人；具有博士学位教师43人，硕士学位教师的60人，博士生导师5人，硕士生导师35人；河北省优秀教师2人，河北省教学名师1人，河北省“三育人”先进个人1人，河北省有突出贡献中青年专家1人，校级教学名师5人，校级优秀教师7人，校级师德先进个人2人，河北省有突出贡献中青年专家1人，河北省高等学校创新团队领军人才1人，河北省“三三三人才工程”二层次人选1人，河北省“三三三人才工程”三层次人选1人，河北农业大学百名青年学术带头人2人。获国家级教学成果二等奖1项，河北省教学成果奖9项，承担省级教研课题30余项；获批国家级线上线下混合式一流课程2门，省级精品课程6门、省级精品在线一流课程2门；获首届全国高校教师教学创新大赛二等奖1项；全国普通高校优秀教材二等奖1项，主编出版面向21世纪教材和规划教材20部。主持省部级以上科研项目100多项，获省科学技术奖7项。发表高质量论文600多篇。

学院坚持以本为本，立德树人，突出学生创新和实践能力培养，鼓励学生创新、创业、创造，在大学生挑战杯和数学建模竞赛中获省级以上奖励60多项。毕业生考研录取率连续三年在35%以上，分别考入中科院、中国人民大学、复旦大学、南开大学、天津大学等全国重点大学和科研单位，毕业生就业率达到98%以上。