Кафедра высшей математики физического факультета основана осенью 1963 года. К этому времени курсы математики для физиков читали преподаватели кафедры геометрии (на 1–2 курсах) и кафедры методов математической физики (3–4 курсы) механико-математического факультета.

Инициатором создания кафедры высшей математики специально для физиков был профессор В. И. Хоткевич, который в то время был деканом физического факультета. Цель организации специальной математической кафедры на физическом факультете — преподавание комплекса математических дисциплин в нужном для физиков объеме, по аналогии с такими же кафедрами в Московском и Ленинградском университетах. Кафедра высшей математики вела все математические курсы на физическом, радиофизическом и физико-техническом факультетах (до переезда последнего в пос. Пятихатки).

Первым заведующим кафедрой с 1963 года по 1978 год был доцент О. С. Агранович. В 1978–1988 годах кафедрой руководил доцент В. К. Дубовой. С 1988 года по 2008 год кафедрой заведовал доцент Ю. М. Дюкарев.

В настоящее время на кафедре высшей математики работает два профессора, доктора физико-математических наук, пять доцентов, кандидатов физико-математических наук, четыре старших преподавателя и один старший лаборант (всего 12 сотрудников). Сотрудники кафедры составляют квалифицированный коллектив, который хорошо выполняет свою сложную педагогическую и научную работу.

Кафедра высшей математики физического факультета обеспечивает чтение лекций и проведение практических занятий на физическом и радиофизическом факультетах по всем математическими курсами:

• математический анализ;
• аналитическая геометрия и линейная алгебра;
• дифференциальные уравнения и вариационное исчисление;
• векторный и тензорный анализ;
• теория вероятностей и математическая статистика;
• методы математической физики (функции комплексного переменного, операционное исчисление, уравнения математической физики и специальные функции).

На кафедре высшей математики не сложилось единой научной тематики, она никогда не была выпускающей. Но все преподаватели кафедры всегда успешно занимались своей научной работой, как в области чистой математики, так и в прикладных физико-математических областях.

Основные направления научных исследований кафедры:

• проблема моментов, теория интерполяционных задач для аналитических матриц — функций и смежные вопросы анализа (Ю. М. Дюкарев, С. М. Зиненко, И. Ю. Серикова);
• квантовые точно решаемые модели спинового и солитонного происхождения (Ю. В. Василевская);
• почти периодические функции (Н. Д. Парфенова);
• математическое моделирование процессов теплопроводности для областей неканонической формы с помощью вариационных и регионально-структурных методов (Т. В. Бутенко);
• исследования теоретического и экспериментального обоснования специальной теории относительности (А. П. Волченко).