现代物理研究所（核科学与技术系）前身为1958年12月成立的复旦大学原子能系（1977年改称为原子核科学系），又称物理二系。建系时设有原子核物理和放射化学两个本科专业，并从物理系和化学系调入学生学习专业。第一届学生于1960年7月毕业。1959年9月开始按核物理和放射化学专业招生。1986年放射化学专业拓宽并改名为应用化学专业。1987年原子核物理专业也拓宽为应用物理专业。1994年两本科专业分别并入物理系和化学系统一招生。1997年7月，复旦大学根据对本科专业调整的需要，物理二系建制撤销，原应用化学专业改建，成立环境科学系。原应用物理专业改建，沿用现代物理研究所，只从事研究生培养。2009年为落实中央关于加强核科技人才培养和核科学研究的指示，经国家教育部批准复旦大学设立核技术本科专业，并于当年开始招生。

现代物理研究所（核科学与技术系）目前有5个研究方向，即核物理、粒子物理、原子与分子物理、核技术及应用、理论与计算物理。拥有国家基金委理论物理专款上海核物理理论研究中心（2022年）、教育部重离子物理学科创新引智基地（2021年）、核物理与离子束应用教育部重点实验室（2019年）、上海市原子与分子物理重点学科（2010年）等多个科研教学平台。本单位是国际主要的粒子物理与核物理大科学装置合作实验的中国牵头方或骨干成员，如美国布鲁克海文国家实验室（BNL）的RHIC-STAR实验和RHIC-sPHENIX实验、欧洲核子中心（CERN）的LHC-ALICE实验和LHC-CMS实验、日本高能加速器机构（KEK）的Belle实验和Belle II实验、意大利格兰萨索国家实验室（GNSL）的CUORE实验、俄罗斯联合核子研究所（JINR）的NICA实验及中国中科院高能物理研究所的BES III实验等。目前承担国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重大和重点项目、杰出青年基金项目等国家级课题100余项。

本单位目前设有本科核工程与核技术专业，于2021年获评国家一流本科建设专业；有3个硕士学位授予点，粒子物理与原子核物理、原子与分子物理、等离子体物理；2个博士学位授予点，即粒子物理与原子核物理、原子与分子物理。

本单位现有教职员工67人，其中教授（含研究员）28人，副教授（含副研究员）24人。学院有中国科学院院士3人（含双聘院士2人），美国物理学会会士2人、国家海外高层次引进人才1人、万人领军2人、国家杰青7人、其他国家级人才计划入选者16人、上海市人才计划入选者18人。全系有学生约300人，其中本科生120人，研究生180人。