理学院始于1951年的基础课部，1984年更名为基础科学部， 1997年3月，基础科学部与原生物技术系、校计算机中心和湖南省农业生物工程研究所合并，成立理学院。随着学科的不断发展，计算机科学系2002年7月从理学院分离，成立信息科学技术学院，生物技术系2005年4月从理学院分离，成立生物科学技术学院。1997年至2007年理学院招收了11届全日制本科预科学生。
师资队伍
学院现有专任教师68人，其中教授11人，副教授25人，博士13人，硕士43人，博士生导师2人，硕士生导师16人，湖南省青年骨干教师培养对象3人，湖南农业大学中青年学术骨干1人，湖南农业大学优秀教学质量奖获得者10人，湖南农业大学青年教师教学能手2人。
专业与学位点设置
3个本科专业：应用化学专业（2001年开始招生）；信息与计算科学专业（2002年开始招生）；材料化学（2009年开始招生）
3个硕士点：应用化学（2004年开始招生）；生物数学（2007年开始招生）；化学工程（2011年 开始招生 ）
学科建设
学校A类重点学科：应用化学
学校B类重点学科：应用数学
实验室建设
湖南省首批合格实验室：基础化学实验室
湖南省普通高等学校基础课示范实验室：化学实验教学中心
中央与地方共建实验室：基础化学实验室、物理基础实验室、农业资源应用化学实验室
校级实验室：科学计算实验室
实验室面积：3922m2
仪器设备：2250台件
总价值：1100余万元
近三年教学科研成果
1门省级精品课程，3门省级优秀课程，12门校级精品课程
17项校级讲课比赛、优秀教案奖（一等奖3项，二等奖5项，三等奖9项）
27项全国大学生数学建模竞赛指导奖（全国一等奖2项，二等奖5项，省一等奖3项，二等奖6项，三等奖12项）；8项湖南省大学生数学竞赛指导奖（二等奖1项，三等奖7项）；5项湖南省大学生化学实验技能竞赛指导奖（一等奖1项，三等奖4项）
3项省级以上教改课题，48项校级教改课题，1项省级教学成果奖，6项校级教学成果奖
出版“十五”规划、“十一五”规划、“面向21世纪”等各类教材28本
发表50余篇教研论文，400余篇科研论文，其中40余篇被SCI、EI、ISTP三大检索系统收录。
省级以上科研课题39项、厅局级课题42项、校级科研课题31项，获得国家发明专利5项、省科技进步三等奖1项、校科技进步奖3项、省级鉴定成果1项。
学生培养
考研情况：考研录取率保持在20%左右，录取重点院校研究生占考取人数比率保持在70%左右
就业情况：毕业生就业率连续三年稳定在95%左右
学生获奖：全国大学生数学建模竞赛全国一等奖2项、二等奖5项，湖南省一等奖3项，二等奖6项、三等奖12项；湖南省化学实验竞赛一等奖1项，三等奖4项；湖南省大学生英语词汇竞赛一等奖2人，二等奖1人，三等奖2人；湖南省三好学生标兵1人，湖南省三好学生1人，湖南省优秀学生会干部1人，湖南省优秀学生党员3人，湖南省“三下乡”社会实践先进个人1人。
品牌活动：“名人堂”“精英大讲堂”“同一片蓝天下”“女生节”“模拟联合国”等在校内外具有较大影响力，受到了湖南经济电视台等媒体的关注与报道
品牌团体：“铭理”青年志愿者协会连续三年获“校十佳院级社团”，其“爱心之行活动”被评为长沙市“优秀志愿服务项目”；学院多次获得“五四红旗团总支”、“优秀学生分会”、“精神文明创建工作先进学院”、“学生资助工作先进集体”、“三下乡社会实践先进单位”等称号
办学思路
坚持质量立院，科研兴院，人才强院的办学理念；坚持基础课教学与专业课教学并重；专业建设与基础课建设并举，学科建设与实验室建设同步的工作思路，立足湖南，面向全国，服务“三农”，服务社会，努力将学院办成国家同类院校中先进的教学研究型学院。