El Departamento nace en 1970 con la creación de la cátedra de Cálculo de Probabilidades y Estadística Matemática en la, por entonces, Facultad de Ciencias, cátedra ocupada por D. Segundo Gutiérrez Cabria que fue el primer Director. Posteriormente, con la división de la Facultad, se creó el Departamento y pasó a adscribirse a la nueva Facultad de Matemáticas.

El Departamento incluye a los profesores del área de conocimiento de Estadística e Investigación Operativa de la Universitat de Valencia, quienes desarrollan su investigación en muy diversos campos de Probabilidad, Estadística, Optimización e Investigación Operativa, participando en proyectos, convenios y contratos con empresas e instituciones públicas.