O Departamento de Matemática (MAT) foi constituído em 1970 como consequência da implantação na USP da reforma universitária de 1968. Os departamentos de Matemática existentes em várias unidades foram então reunidos em um único departamento no recém-criado Instituto de Matemática e Estatística. O mais antigo desses departamentos, o da Escola Politécnica, já existia antes da fundação da universidade. O da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras havia sido criado em 1934, junto com a própria universidade.
O MAT é responsável pelos cursos de Bacharelado em Matemática (diurno) e Licenciatura em Matemática (diurno e noturno), e pelo Centro de Aperfeiçoamento do Ensino da Matemática (CAEM). É também responsável pelo oferecimento de disciplinas de Matemática às seguintes unidades da USP: Escola Politécnica; os institutos de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas; Física; Geociências; Química; Oceanografia; e as faculdades de Arquitetura e Urbanismo; Ciências Farmacêuticas; Economia, Administração e Contabilidade.
A maioria dos docentes do MAT colabora com pelo menos um dos dois programas de pós-graduação: o programa de pós-graduação em Matemática do IME, criado também em 1970, cujos cursos de Mestrado e Doutorado estão entre os mais antigos e bem-reconhecidos do país e o programa de Mestrado Profissional em Ensino de Matemática, criado em 2012. Muitos dos ex-alunos desses cursos ocupam hoje posições de liderança em diversas universidades brasileiras e do exterior.
O MAT conta com cerca de 76 professores, todos doutores, atuantes em todas as grandes áreas de pesquisa em Matemática e em Educação Matemática. Mantém intenso intercâmbio com pesquisadores de todas as regiões do país e de grandes centros estrangeiros.