W 2000 roku decyzją Ministra Edukacji Narodowej Wydział Budowy Maszyn zmienił nazwę na Wydział Inżynierii Mechanicznej i Informatyki. W tym samym roku Instytut Matematyki i Informatyki zorganizował I Sympozjum Naukowe SIMI 2000 (Sympozjum Instytutu Matematyki i Informatyki), które odbywa się corocznie.

Na początku roku akademickiego 2000/2001, po odejściu prof. dr hab. inż. A. Katkowa z Instytutu Matematyki i Informatyki, kierownikiem Zakładu Systemów Informatycznych został prof. dr hab. inż. Paweł Sewastianow. W 2001 roku, po przejściu na emeryturę prof. dr hab. inż. C. Woźniaka, kierownikiem Zakładu Zastosowań Matematyki w Mechanice został dr hab. Stanisław Kukla, prof. P.Cz. Powołano również Zakład Zastosowań Matematyki w Fizyce z kierownikiem dr hab. inż. Zbigniewem Domańskim, prof. P.Cz.

W 2001 roku kierownictwo i pracownicy Instytutu podjęli działania mające na celu utworzenie na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Informatyki nowego kierunku kształcenia – studiów matematycznych na poziomie zawodowym. Inicjatywa ta zakończyła się w 2002 roku pozytywną decyzją Ministra Edukacji Narodowej i Sportu, Politechnika Częstochowska uzyskała uprawnienia do prowadzenia studiów zawodowych na kierunku Matematyka, który pierwszych studentów przyjął w roku akademickim 2003/2004.

W roku 2002 Instytut Matematyki wydał pierwszy numer rocznika Scientyfic Research of the Institute of Mathematics and Computer Science (Prace Naukowe Instytut Matematyki i Informatyki). Redaktorem naczelnym czasopisma został prof. dr hab. inż. Bohdan Mochnacki.

Na początku roku akademickiego 2002/2003 na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Informatyki powstał Instytutu Informatyki Teoretycznej i Stosowanej, którego kadrę zasilili pracownicy Instytutu Matematyki i Informatyki, między innymi dr hab. inż. R. Wyrzykowski, prof. P.Cz. W związku z tym nastąpiła zmiana struktury organizacyjnej Instytutu, zastępcą dyrektora Instytutu został dr hab. inż. H. Piech, prof. P.Cz., do nowego Instytutu przeniesione został również trzy zakłady: Zakład Technik Przetwarzania, Zakład Systemów Informatycznych i Zakład Technik Multimedialnych.

Na początku roku akademickiego 2005/2006 nastąpiła zmiana na stanowisku zastępcy dyrektora Instytutu, dr M. Tkacza zastąpił dr hab. S. Kukla, prof. P.Cz.

1 września 2008 roku, w związku z przejściem pracowników Zakładu Informatyki do Instytutu Informatyki Teoretycznej i Stosowanej, Instytut Matematyki i Informatyki zmienił nazwę na Instytut Matematyki. Dyrektorem Instytutu pozostał prof. dr hab. inż. B. Mochnacki, a jego zastępcą dr hab. S. Kukla, prof. P.Cz.

1 września 2012 roku, dyrektorem Instytutu został prof. dr hab. S. Kukla, a jego zastępcą dr M. Lupa.

W 2013 roku czasopismo naukowe Scientyfic Research of the Institute of Mathematics and Computer Science zmieniło nazwę na Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics i przekształciło się w kwartalnik naukowy. Jego redaktorem naczelnym został prof. dr hab. Stanisław Kukla. O dużej randze czasopisma świadczy umieszczenie go na liście krajowych czasopism punktowanych Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

W roku akademickim2013/2014 dzięki staraniom dyrekcji i pracowników Instytutu zostały uruchomione studia II stopnia na kierunku Matematyka.

W styczniu 2013r. Instytut Matematyki zmienił swoją siedzibę, przenosząc się do nowoczesnego, odremontowanego budynku głównego Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Informatyki przy ul. Armii Krajowej 21. W tym okresie Instytut wzbogacił się też o nowocześnie wyposażone laboratorium komputerowe z oprogramowaniem przeznaczonym dla studentów kierunku Matematyka.

Od roku 2015 Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics jest indeksowany w polskich i zagranicznych bazach czasopism: DOAJ, CrossRef, Web of Science, Index Copernicus, BazTech, PBN.

W 2016 roku Instytut Matematyki odniósł duży sukces: realizowany przez Instytut kierunek Matematyka w ogólnopolskim rankingu zajął wysokie 11 miejsce, wyprzedzając wiele renomowanych uczelni o znacznie większych tradycjach matematycznych.

We wrześniu 2016 roku nastąpiła zmiana struktury Instytutu. W wyniku reorganizacji w skład Instytutu wchodzą cztery zakłady: Zakład Matematyki Stosowanej, którego kierownikiem został prof. dr hab. Stanisław Kukla Zakład Algebry Stosowanej, którego kierownikiem została dr hab. Nadyia Gubareni, prof. P.Cz. Zakład Zastosowań Matematyki w Fizyce, którego kierownikiem został prof. dr hab. inż. Zbigniew Domański Zakład Analizy Matematycznej, którego kierownikiem został dr Grzegorz Biernat.

W tym samym roku nastąpiła zmiana władz Instytutu. Jego dyrektorem został dr hab. inż. Andrzej Grzybowski, prof. P.Cz., a zastępcami dyrektora zostali dr Tomasz Błaszczyk i dr Maria Lupa.

W związku z wejściem w życie Ustawy Prawo o Szkolnictwie Wyższym i Nauce z dnia 20 lipca 2018 roku zakończono nabór studentów na rok akademicki 2019/2020 na kierunek matematyka pierwszego stopnia. Jednocześnie z dniem 1 października 2019 roku zaczął obowiązywać nowy Statut Politechniki Częstochowskiej i tym samym uległa zmianie struktura organizacyjna. Instytut Matematyki zmieniono na Katedrę Matematyki, której kierownikiem został dr hab. inż. Andrzej Grzybowski, prof. P.Cz., a zastępcami – dr hab. Tomasz Błaszczyk, prof. P.Cz. oraz dr Sylwia Lara-Dziembek.