物理学院前身物理系始建于1949年。“两弹一星”著名物理学家、两院院士王大珩先生担任首任物理系主任。培养了以我国第一台激光器研制者王之江院士，北京大学前校长、前国家自然科学基金委员会主任陈佳洱院士，电子显微学专家姚骏恩院士，冰川物理专家丁德文院士为杰出代表的一大批富有创新精神的高素质科技和管理人才。学院现有物理学一级学科博士点、博士后流动站，理论物理、粒子与原子核物理、原子与分子物理、凝聚态物理、光学、等离子体国家重点学科等6个二级学科博士点。应用物理专业是教育部特色建设专业，是辽宁省一流本科教育示范专业。物理学科在2012年教育部学科评估中全国排名21，ESI国际排名全球前1%，Q S国际排名401-450位次。物理学院师资力量雄厚，现有教职工128人，其中教授41人、副教授44人、教育部“长江学者”特聘教授2人、国家优秀青年科学基金获得者2人、青年千人计划入选者2人、科技部ITER计划专项首席科学家1人、科技部中青年科技创新领军人才1人、教育部新世纪优秀人才6人、辽宁省教学名师1人。王大珩物理科学班是大连理工大学与中科院大连化学物理研究所、长春光学精密机械与物理研究所、兰州近代物理研究所、北京物理所联合开设，参加教育部首批“科教结合协同育人行动计划”，以培养物理学家为目标。物理科学班实行因材施教、学术大师参与、加强国际化培养、强化实践教学、打通“本硕博”培养界限的创新人才培养新机制。配备高水平学术带头人为学业导师，学生到合作科研院所进行科研实践训练、实习等。