Приказ об их основании был подписан 27 июня 2003 года первым ректором университета, профессором Олегом Кузнецовым. Руководство было возложено на выдающихся ученых: кафедрой ядерной физики (ЯФ) – на профессора Юрия Оганесяна, а кафедрой фундаментальных проблем физики микромира (ФПФМ) – на профессора, директора ОИЯИ Алексея Сисакяна.
Изначально кафедра ФПФМ называлась кафедрой теоретической физики, но в 2016 году была переименована. Оба подразделения вуза успешно обучают студентов по направлениям бакалавриата и магистратуры, а также ведут обучение в аспирантуре по различным научным специальностям.