理系成立，首任系主任为叶企孙。成立之时系内仅有叶企孙、梅贻琦两位教授，大学部两个年级共七名学生。1937年对日抗战爆发。清华大学师生于1937年10月撤退到长沙，与北京大学、南开大学组成「国立长沙临时大学」。1938年4月又转撤到昆明，更名为「国立西南联合大学」。1949年国共内战，国民政府撤退来台。1955年国立清华大学于新竹复校，1965年恢复物理系大学部。1966年7月成立物理研究所，并于隔年设立博士班。
系馆.物理系馆完工于1988年，由建筑师李祖原设计。地下一