光电子科学与工程学院的前身是于1970年成立的华中工学院机一系光学仪器教研室和激光科研组，在此后的6年中，先后筹建并开办了光学仪器、激光和红外。1973年，招收第一届光学仪器专业学生，1974年，激光和红外专业也相继开始招生。1979年，为适应光学与光电子学科发展，从原华中工学院电机系、无线电系等单位抽调相关教师和光学仪器教研室、激光教研室、红外教研室一道，正式组建了光学工程系。
1982年获得光学（理科）专业硕士点授权并于同年开始招收硕士生。1986年获得“物理电子学与光电子学”博士学位授予权，同年，经原国家计委批准，建立了“激光技术国家重点实验室”。1989年激光研究所从光学工程系划出，单独建制，并于1994年成立了“激光技术与工程研究院”。1991年“光学工程系”更名为“光电子工程系”，并在国内率先开设光纤通信技术专业方向。
此后光电子工程系和激光研究院分别在信息光电子和能量光电子学科方向上进行了重点建设并取得了突出成果。1996年，获原国家计委批准建立“激光加工国家工程研究中心”，同年获得光学工程硕士学位授权，1998年“光学工程”被批准为湖北省重点学科，2000年获“光学工程”一级学科授权，2002年“物理电子学”被批准为国家重点，2003年，在“光学工程”一级学科下批准设立“光电信息工程”博士点。
1998年，在全国范围的专业调整过程中，原光电子工程系申办“光信息科学与技术”（理科）专业，并获得批准，成为全国首批开设此专业的2所理工科院校之一；2005年，申办“光电信息工程”（工科）专业，并获得批准。目前，“光信息科学与技术”专业已经成为我校最受欢迎的热门专业之一，在招生录取成绩、应届本科生、研究生推荐及考研比例，以及毕业生就业率等方面连续6年居全校前列。2005年，学院与法国巴黎南11大学联合招收“光电信息工程”本、硕中法班，并于同年开始招生。
2005年12月，根据学科发展要求，学校决定将“光电子工程系”和“激光技术与工程研究院”合并，成立华中科技大学光电子科学与工程学院。
学院现有教职工163人，其中：共有教授27人（其中博士生导师18人）、副教授34人，兼聘教授8人（其中工程院院士2人），高级职称占全院总人数的47.33%，具有博士学位和即将取得博士学位的青年教师共56人。湖北省有突出贡献的中青年专家4人，享受政府特殊津贴8 人，教育部新世纪优秀人才支持计划1人。
学院下设“光纤通信与互联网络研究所”、“激光研究所”、“光电信息技术研究所”及“光电子技术教学实验中心”；并拥有激光加工国家工程研究中心、物理电子学、光学工程、光电信息工程博士点、硕士点和电子科学与技术博士后流动站，以及“电子与通信工程”及“光学工程”两个工程硕士点。
重点科研方向：光纤通信技术与传感、高功率激光器、激光加工装备工艺、微光电机系统技术、激光医疗设备、光存储技术、光信息检测与图像处理技术以及军用光电技术。
原激光技术与工程研究院是我国“六·五”至“九·五”国家重点科技攻关计划“激光技术”项目的牵头单位之一。近年来，学院已取得一批具有国内领先、国际先进水平的科技成果，荣获国家、省部级奖励80项。编写出版专著、教材50部，其中有12本获国家、省部级奖励。在国内外重要学术刊物和学术会议上发表学术论文2000余篇，其中被SCI、EI、ISTP收录800余篇。
学院十分重视科研成果的开发与转化，以科研成果服务经济建设主战场，特别是服务“武汉·中国光谷”建设，在科技成果转化和高新技术产业化取得重大成果，产生了较大的经济效益。以激光科技产业和国家工程研究中心的品牌支撑了华工科技产业股份有限公司的上市，使之成为我国第一个以激光为主业的上市公司。为加快科研成果的推广应用，先后组建了武汉华工激光工程有限责任公司，武汉华工恒信激光有限公司。
经过30多年的艰苦奋斗，光电子科学与工程学院已成为我国高功率激光器、光纤通信技术、光存储技术、微光电机系统技术、光信息检测与处理技术、激光加工系统和工艺、激光医疗设备的主要研究开发和高层次人才培养基地。1990年被国家教委和国家科委授予“科技工作先进集体”称号。
