南京大学物理学科创立于1915年的南京高等师范学校（物理学系建立于1920年），是我国高等院校中创立最早的物理学科之一。九十五年来，追求卓越，名家辈出，为我国物理学发展作出了重要贡献，成为我国最有影响的物理学科之一。在南京大学学习和工作过的老一辈物理学家有吴有训、严济慈、赵忠尧、施汝为、陆学善、余瑞璜、吴健雄、朱光亚、程开甲、杨澄中、魏荣爵、汤定元、冯康等数十位中科院和工程院院士，并涌现出蒋树声、郭金龙、李国鼎等政治家和社会活动家。
2009年12月30日，南京大学根据学科划分在原有的物理学系、电子科学与工程系和材料科学与工程系的基础上，新组建成立了物理学院、电子科学与工程学院、现代工程与应用科学学院。
物理学院现有教职工215人，其中教授77人、副教授50人，中国科学院院士9人，第三世界科学院院士2人，“长江学者奖励计划”特聘教授14人，国家杰出青年基金获得者16人，国家基金委创新团队2个，教育部创新团队2个，“国家重点基础研究发展计划（973计划）”项目首席科学家7人。
物理学院现有“物理学”国家一级重点学科，覆盖理论物理、凝聚态物理、声学、光学、原子分子物理、粒子物理核物理、生物物理与软物质、原子与分子团簇物理、应用电子学与技术物理等，其中“理论物理学”、“凝聚态物理”、“声学”为国家二级重点学科。拥有固体微结构物理国家重点实验室、近代声学教育部重点实验室、江苏省高技术研究重点实验室（纳米技术）、以及十余个跨学科研究所与研究中心，跨学科的南京微结构国家实验室正在筹建中。物理学院是国家物理学基础学科人才培养基地，大学物理教学实验中心是国家物理学基础学科人才培养基地和国家物理实验教学示范中心。物理学院的“物理学”博士后流动站是全国优秀博士后流动站。
物理学系南京大学物理学系始建于1920年，是中国物理学的摇篮之一。现拥有物理学和电子科学与技术二个一级学科，其中物理学是国家一级重点学科，在2006年物理学一级学科评估中列全国第一，固体电子学与微电子学是国家二级重点学科，在国内名列前茅。该系还是物理学一级学科博士点，设有“物理学”、“电子科学与技术”两个博士后科研流动站，形成了从本科生至博士后完整的人才培养体系。 该系师资力量雄厚，现有中国科学院院士9名（其中2名为第三世界科学院院士），俄罗斯科学院外籍院士1名，长江学者奖励计划特聘教授13名，国家杰出青年基金获得者18名，博士生导师65名，教授74名，副教授39名。 该系具有一流的科研实力和研究水平，与国际上二十多个国家和地区保持着较为密切的科研合作、学术交流和联系，国际竞争力不断增强。