陈省身先生在1985年建立南开数学所之后,考虑到数学与理论物理密切结合的特点,于1986年决定在所内建立理论物理研究室。他特意邀请杨振宁先生筹建并指导该室的建设与研究,并规定遵循杨先生的研究方向。根据当时国际数学物理的进展与趋势,决定以杨---密尔斯理论与杨---巴克斯特系统为主导方向,并在三方面切实努力发展:与物理密切结合的数学物理方向,持续组织国际会议扩大国际交流与合作,立足国内培养研究生,形成基本研究队伍。经过三十年切实的工作,该研究室在量子可积系统,杨---巴克斯特方程、量子群、结理论等及其物理应用方面做出了成绩。组织了包括第二十一届、第二十三届理论物理中微分几何方法国际大会、第十九届国际统计物理大会卫星会议,南开---亚太地区理论物理中心联合学术会议在内,以及涉及可积系统、统计模型、量子群、纽结理论、杨---密尔斯场等国际热点课题的其它6届南开国际系列会议。同时自1993年起组织了三届国内量子力学新进展讨论会,推动了量子力学在国内的发展。

 国际的帮助是理论物理室发展的重要推动力。包括M. Atiyah, F. Dyson, V. Jones, J. Wess, L. Faddeev, L. Biedenharn, L. Kauffman, K. Fujikawa, M. Wadati, M. Jimbo等百余位著名学者曾多次来该室讲学、报告,有些还主持了博士生论文答辩。在他们的帮助与指导下,该室培养了一批青年学者,他们学风严谨,热爱祖国,不少已成为我国理论物理研究的骨干人才。

 在陈省身、杨振宁、Faddeev等先生们亲自指导与帮助的同时,理论研究室也得到了国内著名学者如谷超豪、胡和生、李大潜、郝柏林、张恭庆、贺贤土、陈式刚、霍裕平、钱敏等先生在学术上的指导与帮助。目前该室有三位教授包括一位中国科学院院士),以及十余位研究生。