W 1980 roku, po odejściu na emeryturę doc. dr A. Czarnoty, dyrektorem Instytutu Matematyki został doc. dr A. Kapcia, natomiast jego zastępcą dr Tadeusz Konik. W 1983 roku Instytut Matematyki został organizacyjnie podporządkowany Wydziałowi Budowy Maszyn. Dyrektorem Instytutu został prof. dr hab. Tadeusz Trajdos, a jego zastępcą dr T. Konik. Zlikwidowano dotychczas działające zakłady, a w ich miejsce powstał dwa nowe tj. Zakład Analizy Matematycznej oraz Zakład Geometrii Różniczkowej, których kierownikami zostali odpowiednio doc. dr A. Kapcia i prof. dr hab. T. Trajdos.

Od roku akademickiego 1984/85 Instytut Matematyki przemianowano na Katedrę Matematyki, której kierownikiem pozostał prof. dr hab. T. Trajdos, a zastępcą dr T. Konik. W ramach Katedry nadal działały Zakład Analizy Matematycznej pod kierownictwem doc. dr A. Kapci (do 1988 r.) i doc. dr C. Ginalskiego (1988-91) oraz Zakład Geometrii Różniczkowej pod kierownictwem prof. dr hab. T. Trajdosa (do 1987 r.) i dr T. Konika (1987-91).

W 1991 roku, po odejściu na emeryturę prof. dr hab. T. Trajdosa, kierownikiem Katedry został dr hab. Janusz Szopa, prof. P.Cz., a jego zastępcą dr Maciej Tkacz. Powołano dwa nowe zakłady naukowe: Zakład Analizy Matematycznej i Geometrii z kierownikiem dr T. Konikiem oraz Zakład Matematyki Stosowanej z kierownikiem dr inż. Andrzejem Grzybowskim. Dzięki staraniom dr inż. A. Grzybowskiego i mgr inż. Władysława Pękały zmodernizowano laboratorium metod numerycznych.

W 1993 roku rozpoczęto i sfinalizowano prace mające na celu utworzenie na Wydziale Budowy Maszyn nowego kierunku studiów o profilu informatycznym, najpierw inżynierskich i licencjackich, a następnie magisterskich. Trzy lata później wspólnie z Katedrą Inżynierii Komputerowej utworzono pięć specjalności studiów informatycznych, opierając się na ośmiu nowoczesnych laboratoriach komputerowych.

W 1996 roku, w związku z objęciem przez dr hab. J. Szopę prof. P.Cz. stanowiska rektora Politechniki Częstochowskiej, dyrektorem Instytutu został prof. dr hab. inż. Bohdan Mochnacki. W tym samym czasie w Instytucie rozpoczęły działalność dwa nowe zakłady naukowe tj. Zakład Technik Przetwarzania z kierownikiem dr hab. inż. Romanem Wyrzykowskim oraz Zakład Metod Probabilistycznych z kierownikiem dr hab. Wiesławem Dziubdzielą, prof. P.Cz. W 1998 roku w miejsce tego ostatniego zakładu powstał Zakład Zastosowań Matematyki w Mechanice, którego kierownikiem został prof. dr hab. inż. Czesław Woźniak. W roku akademickim 1998/1999 utworzone zostały dodatkowo Zakład Systemów Informatycznych pod kierownictwem prof. dr hab. inż. Aleksandra Katkowa oraz Zakład Technik Multimedialnych z kierownikiem prof. dr hab. inż. Leonidem Kompancem. W 1999 roku nastąpiła zmiana na stanowisku zastępcy dyrektora Instytutu, miejsce dr hab. inż. H. Piecha, prof. P.Cz. zajął dr hab. inż. R. Wyrzykowski, prof. P.Cz.