西北大学肇始于１９０２年的陕西大学堂。１９１２年始称西北大学，１９２３年８月改称国立西北大学，１９３７年抗日战争爆发后，国立北平大学、国立北平师范大学、北洋工学院等内迁来陕，组建国立西安临时大学。当时，这三所院校的物理学科合并建立了物理学系，是全国建系最早、历史悠久的综合大学物理系之一。先后有著名物理学家张贻惠、岳劼恒、江仁寿、吴锐、龙际云、张佩瑚等一大批知名学者于此执教。

　　１９３７年建系以来，物理学科为国家培养了６０００多名本科生、５００多名博、硕士研究生。毕业生中涌现出一大批知名专家学者，其中院士５名，如中国科学院院士侯洵、张殿琳，中国工程院院士张彦仲，俄罗斯自然科学院外籍院士任益民，欧洲科学院通讯院士吴如山等。“知识分子楷模”罗健夫，“侯氏变换”创立者侯伯宇，为国家“做出突出贡献的留学回国博士”石康杰，“全国优秀青年科技工作者”周玉魁、张耀中，“侯－李变换”提出者之一李卫，“顾效应”提出者顾樵，中华侨联科技创新人才奖项获得者白晋涛，霍英东优秀青年教师奖获得者郑茂盛，国家卫星气象中心卫星气象研究所所长张鹏等。

　　建国以后，物理学科得到了长足的发展。光学专业(光信息科学与技术专业前身)于１９５２年开始招生４１人（光学专门化方向），１９５６年设立了硕士学位授权点，是我国最早获得光学硕士学位授予权的单位之一，也是西北大学研究生培养的里程碑。理论物理专业１９６１年开始招收研究生 ；１９８１年首批获准设立“理论物理博士授权点” ；１９８５年首批获准设立“物理学博士后科研流动站” ；１９９４年由教育部批准设立“国家理科基础科学研究与教学物理学人才培养基地”，１９９９年“２１１工程－理论物理与光子学”重点学科立项；２０００年获准设立“光学博士授权点” ；２００５年获准设立“物理学一级学科博士授权点” 和“物理学一级学科硕士授权点”。

　　物理学科现有师资人员１０６人，其中双聘院士２人，高级职称３８人，博士生导师１６人；国家级和省级有突出贡献专家５人，６人享受国务院特殊津贴。４５岁以下的中青年教师９０%具有研究生学历，70%已经获得博士学位。