理学院于2002年由数学、物理基础部组建成立，是服务于我校兵工特色发展的重要基础学科人才培养基地。学院现有信息与计算科学、光电信息科学与工程两个本科专业。拥有一级学科硕士授权点“光学工程”，及交叉学科自主设置二级学科硕士点“优化理论与过程控制”。
  信息与计算科学专业始建于2002年，隶属于数学类专业，是我校重要理学专业之一，2021年获批辽宁省普通高校一流本科教育示范专业。专业以数学科学为基础，培养学生信息科学与数据科学的技术，培养学生数学建模能力、算法设计能力和数据分析能力，构建“数学基础+工程技术+创新实践能力”的数学人才培养模式，培养赋能兵工特色的理科创新型人才。在辽宁省大学生校外理科实践教育基地基础上，先后与沈阳东软睿道教育服务有限公司、辽宁省教育信息中心、辽宁省公积金中心等企业签订校外本科生实践基地6个。
  光电信息科学与工程专业是在2003年成立的光信息科学与技术专业转型而成，隶属于电子信息类专业。专业面向光电产业，突出激光器件和光学系统设计能力的培养，培养理科高级应用型人才。拥有辽宁省激光与光信息技术重点实验室，辽宁省物理与光信息技术实验教学中心和辽宁（鞍山）激光科技产业园理科实践教育基地。与辽宁鞍山国家级光电产业园9所企业建立了校外实习基地，为本专业的实践教学和学生的科技创新活动提供了保障，强有力地支持“工程实践”能力的培养。
  理学院教职员工90人，其中专任教师81人，教授8人，副教授31人；具有博士学位的教师28人，硕士学位的教师41人。学院拥有国务院政府特殊津贴专家1人，辽宁省教学名师3人，校级教学名师4人，校级优秀主讲教师5人；辽宁省优秀教学团队1个。高层次人才队伍形成梯队结构，入选兴辽英才计划1人，入选辽宁省百千万人才工程百层次1人，千层次1人，万层次5人；入选辽宁省高等学校优秀人才支持计划4人。被授予辽宁五一劳动奖章1人、沈阳市五一劳动奖章2人。荣获沈阳市教学标兵3人，沈阳市教学能手1人，沈阳市高校优秀教师1人，沈阳市五一巾帼十佳标兵1人、先进工作者1人。
  理学院以“光学工程”、“优化理论与过程控制”学科为依托，坚持光学工程和控制科学与工程应用领域的协同创新，是服务于我校兵工特色发展的重要科学研究和人才培养基地。实验室总面积为2750平方米，现有实验仪器设备1660余台套，设备总价值2000余万元。重点开展激光光谱与光学检测技术、激光技术与光电探测技术、光电材料科学与技术、液晶光学与液晶器件、人工智能、控制科学与技术等方面的研究工作。理学院拥有国家级沈阳中俄科技合作基地--中俄联合激光技术实验室、辽宁省激光与光信息技术重点实验室、辽宁省高性能激光器及应用工程技术创新中心、沈阳市激光光谱技术工程实验室。
  学院坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，牢固树立“教学立院、人才强院、科研兴院”办学理念，始终坚持培养数理基础扎实、具有创新精神和实践能力的理科高级应用型人才。紧密围绕光电产业、信息行业及辽宁老工业基地新一轮振兴的重大需求，立足辽宁、面向全国，服务区域经济发展及国防现代化建设，加强专业内涵建设，深化各项教育教学改革，提升人才培养质量。学院拥有辽宁省一流本科示范专业1个、辽宁省物理与光信息技术教学示范中心1个，辽宁省精品资源共享课程1门，辽宁省一流本科课程4门，辽宁省研究生精品课1门。获批多项教育部产学合作协同育人项目、省级教学改革项目等，获辽宁省教学成果奖4项。深度融合校企合作，拥有辽宁省校外大学生实践教育基地2个，辽宁省研究生实践基地1个：
  理学院坚持开放共享，广泛开展国内外科研合作与学术交流。与俄罗斯科学院强流所联合建立了中俄联合激光技术实验室，每年邀请俄罗斯专家到学院进行学术交流活动，选派学院教师到俄罗斯进行访问交流。近四年，有9名俄罗斯科学院专家到实验室开展科研合作，完成国际合作项目3项，举办了“中俄光电信息科学国际会议”等国际会议3次。
  学院积极拓展国家公派、短期访问等交流合作，选派多名骨干教师赴美国新泽西理工学院、匹兹堡大学、凯斯西储大学、加拿大纽芬兰纪念大学等国外知名高校进行访学交流，与国外高水平大学开展深入合作，切实引入国际先进教育理念、把握前沿科研方向，提高教师国际化视野与教学科研能力。