学院科研工作以国际科学前沿和国家战略需求为导向，既鼓励原创性基础研究，也积极推进面向国家重大科技需求的应用研究，同时提倡不同优势学科之间的交叉拓展，取得了一大批在国内外具有重要影响的研究成果。近5年来承担和完成了300余项国家科研项目，包括多项国家重点基础研究发展规划(“973”计划)项目、国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目、国家重大科学研究计划项目等。学院每年以北京大学为第一作者单位发表SCI论文约400篇，获得和申请国家发明专利20多项。学院的科研和教学成果获得包括国家自然科学奖、国家科技进步奖、国家级教学奖、国家精品课程等在内的多项国家级奖励。
学院现有物理学、核物理、大气科学3个国家理科基础研究和教学人才培养基地，物理学、大气科学、天文学、核科学与技术4个一级学科博士点及博士后流动站，物理学、大气科学为国家一级重点学科(含理论物理、凝聚态物理、光学、粒子物理与原子核物理、大气物理学与大气环境、气象学等6个国家二级重点学科)，天体物理、核技术及应用为国家二级重点学科。学院致力于培养具有国际视野和创新精神，具备扎实理论基础和突出科研能力的优秀人才，每年招收约200名本科生，200名研究生和20名博士后，吸引着来自全国各地最优秀的学子，形成了一套科学完整的高层次人才培养体系。物理学院毕业生基础扎实宽厚、综合素质突出，广泛活跃在国内外高等院校、科研机构、政府部门、金融实业等领域。
学院下设2个教学实体单位(基础物理教学中心、基础物理实验教学中心)，8个研究系所(理论物理研究所、凝聚态物理与材料物理研究所、现代光学研究所、重离子物理研究所、等离子体物理与聚变研究所、技术物理系、天文学系、大气与海洋科学系)，同时依托学院建立了人工微结构和介观物理国家重点实验室、核物理与核技术国家重点实验室、医学物理北京市重点实验室、李政道高能物理研究中心、国际量子材料科学中心、科维理天文与天体物理研究所等多个科研机构，研究方向涵盖了物理科学及相关的主要领域，并建有北京大学电子显微镜专业实验室。
今天的北京大学物理学院师资力量雄厚，吸引和汇聚了一大批国内外顶尖学者。学院现有包括15位中国科学院院士(含7位双聘院士)，4位国家“千人计划”讲席教授，14位“长江计划”特聘教授和讲座教授，16位国家杰出青年基金获得者，3个基金委创新研究群体，2位国家级名师奖获得者，1个国家级优秀教学团队在内的170余人组成的教学科研队伍。
在近百年的历史征程中，北京大学物理学科群星璀璨、薪火相传。这里曾聚集了饶毓泰、吴大猷、丁燮林、朱物华、周培源、叶企孙、王竹溪、胡宁、黄昆等一大批中国物理界的领军人物，先后联合培养了郭永怀、彭桓武、杨振宁、邓稼先、朱光亚、于敏、李政道、周光召等众多享誉世界的杰出科学家。在这里学习或工作过的中国科学院院士有110多位，中国工程院院士12位。在我国23位“两弹一星”元勋中，有12位是北京大学物理学院的校友。这里也是我国高校中校友当选美国物理学会会士(Fellow)最多的物理院系。
今天的北京大学物理学院，秉承百年北大的优良传统和深厚文化底蕴，着力构建和谐奋进的环境氛围，正在向着“完善制度，凝聚人才;前瞻布局，卓越教学;夯实基础，再创辉煌”的总体目标坚实奋进，努力将学院建设成为在国内物理学界起到骨干引领和带头示范作用，在国际物理学界具有重要影响的人才培养和科学研究中心。
北京大学1913年设立物理学门，我国物理学本科教育从此开始。1919年更名为物理系。抗战时期，北大、清华、南开三校物理系合并于西南联合大学。1952年全国院系调整后，北京大学物理系集原北大、清华、燕大三校物理精英成为我国高校实力最强的物理重镇，并先后创办或参与创建全国高校第一个核科学专业、半导体物理专业、地球物理专业、微电子专业等。2001年，北京大学物理学院在原物理系以及重离子物理研究所、技术物理系核物理专业、地球物理系大气物理与气象专业、天文系的基础上组建成立。
面对新的机遇和挑战，北京大学物理学院在学科布局、队伍建设、人才培养、学术交流、对外合作、基础设施等各个方面迈开新的步伐：着力引进和培养杰出的学科带头人和优秀的青年后备人才，新增多位“千人计划”、“长江学者”和“百人计划”研究员;继续探索和完善素质教育培养体系，建设“未名物理学子班”;进一步活跃学术研讨氛围，创办“北京大学百年物理讲坛”、“格致青年学术论坛”等高端学术讲座;广泛建立与国内外一流大学和科研机构的合作关系，更大范围提升物理学院的国际影响力;大力推进基础设施建设，改善学院教学科研环境，物理学院园区改造计划预计于2013年北大物理百年时完成。
