《中国科学技术大学学报》（月刊）创刊于1965年，是由郭沫若、
华罗庚、严济慈和
钱志道等一大批老科学家亲手于1965年2月在北京创办的。先后有30多位院士担任学报的编委。学报与
美国、
英国、
德国、
俄罗斯等30多个国家以及
香港特别行政区、澳门、台湾地区的图书馆、研究机构和大学进行交流，被美国的《
化学文摘》（CA）、《数学评论》（MR）、《剑桥科学文摘》（CSA）和德国的《数学文摘》（Zbl
数学）和俄罗斯《
文摘杂志》（AJ）等以及国内著名数据库收录。多次获安徽省以及教育部期刊奖。
1964年7月28日，学校决定筹办《中国科学技术大学学报》，并对外公开发行，每半年出版一期，全年两期。同年8月27日，获中央宣传部批准出版。12月11日，郭沫若校长亲自为《中国科学技术大学学报》题写刊名，并撰写长篇发刊词，寄语学报能保持“三严”（严密、严格、严肃）态度、培养“三敢”（敢想、敢说、敢做）独创精神。
1965年2月，郭沫若、
华罗庚、严济慈和
钱志道等一大批老科学家于
北京市亲手创办《中国科学技术大学学报》。学校组成了以华罗庚为主编、严济慈和钱志道为副主编以及
吴文俊、
赵九章、
钱临照、
郭永怀等45人为编委的高水平编辑委员会。头两卷发表的论文水平都相当高，基本上反映了当时科大的科研成果，华罗庚在前两卷每卷都发表了重要学术论文。
1973年科大迁址
合肥市，学报复刊。此后，学报虽不时受到干扰，有时一年仅出版一期，但从未间断过编辑出版工作。
1980年，学校成立了以
杨承宗为主编，
阮图南、
马兴孝、沈凤麟、陶颀为副主编，
王水、
石钟慈、
钱临照、
龚升等22人为委员的第2届编辑委员会，学报改半年刊为季刊，在“征稿启示”中明确定位为“自然科学综合性学术刊物”，同时开始编排英文目录，尝试出版专辑，还在当年多次对封面进行了设计。
学报在20世纪80年代曾在标准化与规范化以及注重对外交流等方面走在国内学报界前列。被中国自然科学核心期刊研究课题组于1992年列入100种“中国自然科学核心期刊”，于1994年列入300种“1992~1993年中国自然科学核心期刊”第73名；连续4次（1992，1996，2000，2004）被《中文核心期刊要目总览》列入中文核心期刊；被许多部门和高校列为评审正高职称认可或发表论文重奖的“国家级重点
学术期刊”。
2007年配合学校50周年校庆出版了
中国科学技术大学承担的“国家同步辐射实验室(NSRL)”、“大天区面积多目标天文望远镜（
LAMOST望远镜）”这两项国家大科学工程的专刊和《地球和空间科学学院校庆专刊》、《近代力学系校庆专刊》。