國立高雄師範大學於民國56年建校同時設立本系，以培育數學及數學教育人材，並為全校各相關學系開設基礎數學課程。本系首任系主任為易道澄教授，主持系務1年（56年至57年）。第二任系主任是郭燮昌教授，主持系務15年，其間曾於62及65學年度兩度出國進修；進修期間，系主任職務由陳立雲教授擔任。之後，歷任系主任為蕭龍生教授（72年8月至78年7月）、周武男教授（78年8月至84年7月）、左太政教授（84年8月至90年7月）、蘇永在教授（90年8月至93年7月）、廖本煌教授（93年8月至96年7月）、吳憲忠教授(96年8月至99年7月)、陳振遠教授(99年8月至105年7月)、林英哲教授(105年8月至108年7月)、賴鵬仁教授(108年8月至109年3月)、代理主任林盈甄教授(109年3月至109年7月)、杜威仕教授（109年8月至111年7月），李俊憲教授自111年8月起擔任主任至今。
本系目前專任教師15位，皆具有博士學位。
大學部自民國56學年度創系以來，每年均招收兩班【師資培育班】，每班40人。自95學年度起，則改為「數學組【師資培育班】」（畢業學分含教育學分為156學分）及「應用數學組【非師資培育班】」（畢業學分不含教育學分為128學分）各一班分流招生。而「應用數學組」學生如有意願，亦可參加本校師資培育中心考試，通過後即可修習師資培育之教育學分課程。
碩士班於民國79年成立之初為數學教育研究所。自84年起與數學系系所合一而為數學系碩士班，主要研究方向分為數學、應用數學及數學教育等。另數學教學碩士班自88年暑期開始招生，每班25人，招收對象為中學數學教師；自93學年度起增加夜間數學教學碩士班，而招生對象改為任教二年以上之中、小學數學教師，惟自106學年度起該學制夜間班已停招，故目前本系數學教學碩士班僅有暑期班，招生人數20人。
本系大學部歷屆畢業生大多在全省各級中等學校服務，在各大學及各專科學校任教者不乏其人；另有部份是出國進修或考入國內各研究所（含數學、應用數學、統計、電機、資管、工管、交管、經濟財務等領域）繼續進修。此外，在工商界及政府機構服務的畢業生菁英亦為數不少，就業管道跨足資訊類、銀行界、證劵業、及保險精算師等。碩士班招收對象為各大專院校數學系及相關科系畢業之學生，主要研究方向分數學、應用數學和數學教育等三類，目前歷屆畢業生大多於各國、高中任教，或再進修博士學位後至各大專院校任教。今後本系師生當本著兢兢業業的精神繼續努力，以造就更多更優秀的人才為各行各業所用。