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，原应用物理专业改建，沿用现代物理研究所名称，教职员约40人。原应用化学专业改建，成立环境科学系，教职员约30人。
物理二系从1962年开始招收原子核物理和放射化学两专业的研究生。1966年停招，至1978年恢复招收原子核物理和放射化学硕士生，1981年增收物理化学硕士生，1986年增收原子分子物理硕士生，1992年又增收环境化学硕士生。1982年开始招收原子核物理博士生，1984年增收物理化学博士生。1985年开始接受原子核物理和物理化学博士后。该系在全国高校中第一批设置原子核物理专业，建立了国内一流水平的实验室，是国内主要核科学研究与人才培养基地之一，是全国首批核物理与核技术博士点和硕士点，在1993年全国核物理与核技术博士点和硕士点评比中获硕士点第一名，与北京大学并列博士点第一名。自1958年以来累计培养的本科毕业生2348名，硕士198名，博士77名。毕业生大部分从事与核科学技术相关领域的研究和应用工作。
在杨福家院士的领导下，本学科在基于加速器的原子物理、核分析、激光与物质相互作用等方面有着多年的研究积累。目前有两个二级学科：原子分子和核技术。
“原子分子”二级学科是一个新建的学科，于2003年成为博士点，2007年成为上海市重点学科。学术带头人：邹亚明教授和Roger Hutton教授。
在这一学科中，我们拥有自行研制的国内第一台（也是唯一的一台）、国际第八台低温电子束离子阱（EBIT）装置，其电子能量已经在国际上同类的12台EBIT中达到第三位。在国家的大力投资下，在上海EBIT上目前已经建立了先进的高精度光谱学研究和碰撞研究实验平台。这些研究平台在分解研究高温等离子体中的微观物理过程方面、在实验模拟天体等离子体和核聚变等离子体方面有着无与伦比的优势；在上海EBIT的碰撞研究平台上，我们研制了全信息碰撞谱仪，可用于精细研究光子、电子、原子和分子相互之间的碰撞动力学；同时我们也自行开发新型的探测技术。这些方向的研究在国内处于领先地位。
在原子分子二级学科下，我们也开展激光加速技术的理论研究，在真空中的激光加速电子束的研究方面，我们在国内开展的比较早且比较系统全面，理论研究工作在国内处于领先水平。同时也在积极开展光与物质相互作用的其它方向的研究，包括光与等离子体相互作用、光与原子、分子相互作用、量子光学通讯、高次谐波等等。
“核技术应用”二级学科有悠久的历史，是全国首批博士点，曾经是国家重点学科。学术带头人：宓咏教授和施立群教授。
在这一学科下，曾研制成功国内能量最高的质子静电加速器，获上海市重大科技成果奖。80年代末期，应用离子束物理教育部重点实验室引进了80年代水平的美国NEC公司生产的2×3MV串列加速器，开展了离子与固体相互作用基础、离子束分析及应用和离子束材料物理的研究，成为在基于加速器的离子束物理和应用技术研究方面的国内起步最早单位之—。稀土离子能级超精细结构方面的研究当时处于国际前沿水平；在理论核物理与原子物理方面，为我国高科技项目提供了大量有用的数据。
目前重点应用离子束分析方法、同时发展和综合应用其它固体表面层的分析方法，开展材料、生命、环境科学等交叉学科中的创新性基础理论与实验方法研究。其中离子束分析技术在国内处于领先水平。在氢氦同位素分析、核微探针分析、考古分析等方面颇具特色。
目前，核科学与技术系设有：粒子物理与原子核物理、原子与分子物理、等离子体物理等3个硕士点；粒子物理与原子核物理、原子与分子物理等2个博士点；以及物理学（粒子物理与原子核物理、原子与分子物理）博士后流动站。
根据当前我国核能源与核技术应用事业迅速发展的趋势，以及近年来来自核科技骨干单位（如：上海同步辐射光源、上海核工程研究设计院、各大医院等）向复旦大学提出希望输送高质量人才的需求情况分析，复旦大学核技术专业毕业生将有良好的深造机遇和就业前景。为了落实中央关于加强核科技人才培养和核科学研究的指示，复旦大学党政领导多次召开专门会议研究，一致认为：在新的历史条件下，复旦大学要充分发挥多学科交叉学科综合能力强、基础研究与应用基础研究力量雄厚，以及人才培养环境条件好的优势, 继续为国家培养紧缺的核科学技术人才、积极开展核科学研究,这是复旦大学对国家应尽的责任；决定重建核科学与技术系，设置本科核技术专业。2009年经国家教育部批准复旦大学设立核技术本科专业，并于2009年秋季开始招生。
在2010年7月，本科核技术专业被教育部、财政部批准列入高等学校特色专业建设点。
核科学与技术系现共有教师32名，其中专任教师28名，工程技术人员4名，有博士学位25人，副教授（高级工程师）以上高级职称人员21人，50岁以下教师22人。