Має 8 кафедр (алгебри і комп'ютерної математики, загальної математики, інтегральних та диференціальних рівнянь, комп'ютерних методів механіки і процесів керування, математичного аналізу, математичної фізики, теоретичної та прикладної механіки, теорії ймовірностей, статистики та актуарної математики), 1 навчальна та 2 науково-дослідні лабораторії, інформаційно-обчислювальний сектор. На факультеті на постійній основі працює 1 академік НАНУ, 3 член-кореспонденти НАНУ, 21 професор, 37 доцентів та 12 асистентів.
Науково-освітня діяльність у галузі математики й механіки розпочалася в Київському університеті від його заснування у 1834 році.
Першими професорами математики Київського університету були С. С. Вижевський, Г. В. Гречина, О. М. Тихомандрицький, М. А. Дяченко, А. А. Дяченко.
Механіко-математичний факультет створено в 1940 році при реорганізації фізико-математичного факультету.
Після Другої світової війни (1945–1946) університет повернувся з евакуації і були створені кафедри математичного аналізу, математичної фізики, інтегральних і диференціальних рівнянь, алгебри і теорії ймовірностей, теорії пружності, а згодом — кафедри аерогідромеханіки та теплообміну (1956), алгебри і математичної логіки (1959), теорії ймовірностей та математичної статистики (1962). У 1965 р. на механіко-математичному факультеті було створено кафедру теоретичної кібернетики (завідувач академік В. М. Глушков), а у 1969 році з ініціативи В. М. Глушкова, I. I. Ляшка та I.Т. Швеця в університеті було відкрито перший в Україні факультет кібернетики.