W ramach Wydziału Matematyczno - Przyrodniczego Wyższej Szkoły Nauczycielskiej w Bydgoszczy, rozpoczął w 1971 roku działalność Zakład Matematyki i Fizyki. Na kierownika tego zakładu powołano mgra T. Ledworowskiego. Początkowo Zakład miał swoją siedzibę na ulicy Żeglarskiej 67. W kolejnym roku akademickim kierownikiem Zakładu Matematyki i Fizyki został dr H. Błażejowski. W roku akademickim 1974/75, gdy Uczelnia otrzymała nazwę Wyższej Szkoły Pedagogicznej, na kierownika Zakładu Matematyki powołano doc. dra T. M. Jędrykę.

W roku 1978 Wydział Matematyczno - Przyrodniczy otrzymał nazwę Wydziału Matematyki i Techniki. W ramach tego Wydziału rozpoczęły pracę wyodrębnione z Zakładu Matematyki: Zakład Analizy Matematycznej (kierownik doc. dr hab. Z. Grande) składający się z Pracowni Informatyki, Pracowni Rachunku Prawdopodobieństwa i Pracowni Funkcji Rzeczywistych oraz Zakład Dydaktyki i Metod Geometrycznych (kierownik doc. dr T. M. Jędryka) w skład którego weszły Pracownia Geometrii i Zastosowania, Pracownia Dydaktyki Matematyki i Pracownia Podstaw Matematyki.

Począwszy od 1975 roku w całej Uczelni następuje stopniowe przejście na system Instytutowy. W roku 1980 powołano do życia Instytut Matematyki, którego siedzibą stało się poddasze budynku głównego Uczelni na ul. Chodkiewicza 30. W roku 1996 nową siedzibą Instytutu stał się zabytkowy gmach przy Placu Weyssenhoffa 11, w którym Instytut Matematyki rezydował do końca roku akademickiego 2018/19. Od 1 października 2019 roku siedzibą Instytutu jest budynek przy ulicy Powstańców Wielkopolskich 2.

Pierwszym Dyrektorem Instytutu Matematyki został doc. dr hab. Z. Grande. Kolejnymi Dyrektorami byli: od 1989 dr hab. A. Prószyński, od 1994 dr hab. J. Jędrzejewski, od 1996 prof. dr hab. Z. Grande, od 2017 ponownie dr hab. A. Prószyński i od 2019 roku do chwili obecnej - dr Paulina Szyszkowska, prof. uczelni.

Struktura Instytutu Matematyki zmieniała się w zależności od aktualnych warunków kadrowych. W jego skład wchodziły w poszczególnych latach:

• 1981 Zakład Analizy Matematycznej (prof. dr hab. Z. Grande) Zakład Dydaktyki i metod geometrycznych matematyki (doc. dr T. M. Jędryka), Zakład Logiki i Algebry (dr M. Szatkowski)
• 1984 Zakład Analizy Matematycznej (dr W. Ślęzak), Zakład Dydaktyki Matematyki Algebry i geometrii (doc. dr T. M. Jędryka)
• 1988 Zakład Analizy Matematycznej (doc. dr T. M. Jędryka), Zakład Algebry i Geometrii (doc. dr hab. A. Prószyński)
• 1993 Zakład Analizy Matematycznej (dr T. Natkaniec), Zakład Algebry (dr hab. A. Prószyński), Zakład Dydaktyki Matematyki (dr S. Szymański), Zakład Informatyki (dr M. Knopik), Zakład Fizyki (dr J. Owedyk)
• 1994 Zakład Analizy Matematycznej (dr hab. T. Natkaniec), Zakład Algebry i Geometrii (dr G. Gromadzki), Zakład Dydaktyki Matematyki (dr S. Szymański), Zakład Informatyki (dr M. Knopik), Zakład Fizyki (dr J. Owedyk)
• 1998 Zakład Analizy Matematycznej (prof. dr hab. Z. Grande), Zakład Algebry (dr hab. A. Prószyński), Zakład Równań Różniczkowych (prof. dr hab. M. Kwapisz), Zakład Topologii (dr hab. A. Maliszewski), Zakład Dydaktyki Matematyki (doc. dr S. Szymański), Zakład Zastosowań Matematyki (dr hab. P. Staszewski), Pracownia Informatyki (dr M. Knopik, od 1999 dr K. Banaszewski)
• 2004 Zakład Analizy Matematycznej (prof. dr hab. Z.Grande), Zakład Algebry (dr hab. A. Prószyński), Zakład Równań Różniczkowych (prof. dr hab. M. Kwapisz), Zakład Topologii (dr hab. A.Maliszewski), Zakład Dydaktyki Matematyki (dr hab. W. Trochanowski), Zakład Informatyki (dr W. Urbaniak).
• 2008 Zakład Analizy Matematycznej i Dydaktyki Matematyki (prof. dr hab. Z.Grande), w ramach którego wyodrębniono Pracownię Dydaktyki Matematyki (dr Z. Duszyński, od 2010 dr K. Mroczyńska), Zakład Algebry (dr hab. A. Prószyński), Zakład Informatyki (dr W. Urbaniak, od 2010 prof. dr hab. L. Górniewicz), Zakład Topologii (dr hab. M. Wójtowicz)
• 2019 Katedra Analizy Funkcjonalnej i Topologii (dr hab. M. Wójtowicz, prof. uczelni), Katedra Funkcji Rzeczywistych i Algebry (dr hab. T. Radul, prof. uczelni), Zakład Dydaktyki (dr A. Łukasiewicz).
• 2020 Katedra Analizy Funkcjonalnej i Topologii (dr P. Szyszkowska, prof. uczelni), Katedra Funkcji Rzeczywistych i Algebry (dr inż. S. A. Torbus, prof. uczelni), Zakład Dydaktyki (dr A. Łukasiewicz).
• 2022 Katedra Analizy Funkcjonalnej i Topologii (dr P. Szyszkowska, prof. uczelni), Katedra Funkcji Rzeczywistych i Algebry (dr Piotr Sworowski), Zakład Dydaktyki (dr A. Łukasiewicz).