El departamento de Matemáticas de la UAM desarrolla una intensa actividad investigadora en Matemáticas con un gran reconocimiento de la comunidad científica internacional. Cuenta con 66 investigadores permanentes con un total de 127 sexenios reconocidos. En conjunto, trabajan en el departamento aproximadamente 100 personas.

Tres de los investigadores del departamento han recibido el Premio Nacional de Investigación "Julio Rey Pastor"  (Juan Luiz Vázquez en 2003, Enrique Zuazua en 2007 y Antonio Córdoba en 2011).

Tras la fundación de la UAM en 1968, el departamento ha ido creciendo con una apuesta decidida por la excelencia investigadora y ha sido líder en la investigación matemática en España en los últimos decenios. La UAM mantiene un alto nivel en todos los sectores de edad de la investigación matemática: en particular, tiene una presencia notable de contratados posdoctorales Ramón y Cajal y Juan de la Cierva, así como investigadores visitantes y estudiantes graduados extranjeros.

El número aproximado de proyectos de investigación competitivos liderados por investigadores de la UAM en el periodo 2003-2007 es de 100, de los que 10 son regionales, 50 nacionales, 3 europeos y 37 contratos por el artículo 83 de la LOU, superando entre todos los 7.5 millones de Euros de financiación. En este mismo periodo se han realizado unas 380 publicaciones recogidas en las bases de datos internacionales, el 70% en revistas con factor de impacto ISI; el factor de impacto (FI) medio anual en los últimos 3 años es 0.8 (como referencia, en 2006 el FI medio de las 40 revistas internacionales con mayor factor de impacto en matemáticas fue 0.897).