物理學院前身應用物理系始建于1980年。2009年成立電子科學與應用物理學院，2021年3月成立物理學院。學院現有教職工約100人，90%以上具有博士、碩士學位；專業教師90多人，包括教授25人、副教授50多人，其中博士生導師20多人、碩士生導師50多人。擁有國家級青年人才1人、“斛兵”和“黃山”系列特聘教授10余人，并擁有其他省部級人才多名。

學院面向國家在物理學及其交叉學科的重大戰略需求，致力于解決重大物理問題，在相關領域開展原創性和引領性的前沿基礎研究；面向學校的一流綜合性大學建設，推動物理學與信息、電子、材料及儀器等學科的交叉發展；建立一流人才培養與一流前沿研究之間的良性循環體系，培養基礎扎實、創新能力強的優秀本科生、研究生和博士后，鍛煉出一批優秀的物理科學工作者。

學院擁有量子材料與器件二級學科博士點，物理學、光學工程和電子信息3個一級學科碩士點，以及應用物理學省級一流本科專業和量子信息科學本科專業。依托物理學一級學科設立五個二級學科方向，分別為：凝聚態物理、原子與分子物理、理論物理、光學和聲學。建有“教育部應用物理網上合作研究中心”“安徽省物理實驗示范中心”等省部級平臺,參與共建“精密科學儀器及裝備安徽省產業創新研究院”。

學院歷史上取得多項重要科研成果。1970年我校組建激光研究組，當年實現我校第一束激光輸出。歷史上先后榮獲國家級獎項4項和省部級獎項9項，包括“WQZ激光全息光測彈性儀” “眼科激光虹膜切除儀及其在臨床上的應用” “JWG激光微區光譜分析儀”“BN-SIN金屬表面強化技術”等。此外還完成了激光動態測微儀、激光驗血采樣儀、雙脈沖激光全息、假彩色編碼儀、共焦激光掃描成像等十多項激光應用研究。目前，學院主要建設六個科研方向，分別為：實驗凝聚態物理、量子精密測量、光纖器件與系統、微結構光學與光場調控、理論與計算物理、噪聲與振動控制等。共獲批國家級、省部級和企業委托的科研項目百余項，發表學術論文數百篇，授權發明專利百余項。

我校是國內高校中成立應用物理系較早的單位之一，這是我校發展史上辦學思想演變的一個里程碑，在全國工科大學中起步較早。現有的應用物理學本科專業，是由1980年應用物理系成立時設立的激光、固體材料和半導體三個本科專業不斷融合而來。該專業面向國家和地方基礎人才培養需求，瞄準國家重大科學目標中所面臨的基礎問題，培養具有創新精神、國際視野、可分析解決復雜工程問題的應用物理學領域骨干領軍人才；堅持工科院校辦理科的專業培養特色，結合我校專業優勢，服務于基礎型人才培養。自1980年應用物理系成立以來，為國家培養了數千名各類專業人才，畢業生在社會上受到普遍歡迎。近五年本科生平均一次就業率達到96%以上，平均升學率達到40%以上。

學院堅持以人才培養為中心，不斷深化教學改革，大力推進專業課資源建設，構建線上線下相結合的教學模式。除承擔本學院的本科生和研究生課程外，學院還承擔面向全校本科生的大學物理系列基礎課程和大學物理實驗課程的教學任務。同時發揮我校在物理基礎課程教學改革與課程思政建設等方面積累的豐富經驗，結合臨床醫學專業實際，為合肥工業大學與安徽醫科大學聯合培養臨床醫學專業開設特色課程。學院重視質量工程和創新創業教育，獲得多項省級教學成果獎并獲批精品課程，主編和參與編撰教材多部，學生在多個賽事中獲得國家級獎項數十項，并連續兩年承辦安徽省大學生物理學術競賽。

學院積極與科研院所及龍頭企業開展產學研合作，包括中國科學院上海光機所、中國科學院安徽光機所、深圳華為、泰禾智能、南京洛普、合肥科瑞思創、合肥脈銳光電、合肥科創中光等，多項成果在國家、地方重點工程和國防工程中得到應用。學院與美國、加拿大、英國、瑞典、日本等國家和我國港澳臺地區的多所知名大學建立了交流合作關系，開展跨文化交流與實踐及各類學術交流活動。在凝聚態物理、量子信息、光電子技術、先進測試技術、功能材料與器件、敏感材料與傳感器等多個專業領域，搭建與企業的合作共建平臺，通過協同育人提高科研和人才培養水平。

學院秉承“格物窮理、工業報國”的理念，人才培養質量持續攀升，經過40多年的建設與發展，培養了一批又一批優秀學子，成為行業精英，包括中科院院士（劉明院士）、長江學者和國家杰青獲得者（魏志義、盛政明、蘇翼凱、黃慶安、楊國偉、丁虎教授等）、國家優青獲得者（田禾、何玉明、許小冶等）、科研院所和國家大型企業負責人等（中國電子信息產業集團有限公司總經理李立功、寧德時代副總經理黃世霖、中科院安徽光機所所長饒瑞中研究員、中科院安徽光機所書記謝品華研究員、兵器工業214所副所長王世和、華東光電集成器件研究所副所長展明浩研究員等），為我國教育、經濟、國防等方面的發展做出卓越貢獻。