Кафедра прикладной математики и информатики (ПМИ) основана в январе 1974 г. Заведующим кафедрой была выбрана д. ф.-м. н. Е.И. Харламова (1974–1978). Она вместе с первыми преподавателями-доцентами В.Б. Гиндесом, Г.В. Мозалевской, Г.Г. Шалдырван, ассистентами В.И. Костиным, Е.В. Ронсалем, С.Г. Суворовым за короткое время сумела обеспечить высококвалифицированную подготовку специалистов по прикладной математике. Позднее на кафедру пришли старший преподаватель С.С. Савенко и молодые ассистенты-математики В.М. Беловодский и В.М. Усенко.

Подготовка прикладных математиков как программистов началась после прихода на кафедру в начале 1975 г. доцента В.А. Реуцкого. Он вместе с Г.Г. Шалдырван преподавал курсы по теории и практике языков и систем программирования. С большим опытом работы в высших учебных заведениях пришёл на кафедру доц. З.Ю. Филер.

Постоянные связи были установлены с сотрудниками Института прикладной математики и механики АН УССР. В этот период читали лекции профессоры Е.И. Харламова, Л.П. Фельдман, чл.-кор. АН УССР П.В. Харламов.

Успешное становление кафедры, которая выпускает инженеров-математиков, осуществлялось с большой учебно-методической и кадровой помощью кафедры ЭВМ (проф. Л.П. Фельдман, проф. В.А. Святный, проф. В.В. Лапко). В марте 1978 г. заведующим кафедры выбран проф. Л.П. Фельдман (1978–1993), который сохранил фундаментальность обучения и инициировал усиление прикладного содержания подготовки специалистов. В 1989 г. кафедра завершает выпуск прикладных математиков (свыше 1000 человек) и в 1992 г. начинает подготовку инженеров-программистов по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем».

В связи с этим на кафедру ПМ с кафедры ЭВМ были переведены её первые выпускники: доценты В.Н. Павлыш, Н.Е. Губенко, Г.В. Доценко, О.И. Федяев, В.О. Дедищев, С.М. Вороной, Ю.В. Ладыженский, Ю.М. Штерн, О.Д. Ситникова, А.Е. Серик, Н.Н. Дацун. Молодой коллектив быстро перестроил учебный процесс, подготовил новые курсы лекций по современным направлениям прикладного и системного программирования, вычислительной математики и теории вычислительных систем. Заметный внос в становление новой специальности осуществили также доц. А.И. Слепцов и старший преподаватель И.И. Ивченко. Для чтения лекций по самым важным разделам специальных курсов регулярно приглашались ведущие учёные вузов и НИИ Москвы и Киева. Научные исследования, начатые на кафедре ЭВМ, успешно развивались на кафедре ПМ.

Многолетние теоретические исследования аэро- и газодинамических процессов, выполненные методами цифрового и аналогового моделирования, позволили разработать математическое, алгоритмическое и программное обеспечение для автоматизированной системы управления вентиляцией и дегазацией угольных шахт и внедрить эти результаты в отраслевых институтах и шахтах Донбасса. Итого многолетней работы кафедры в этом направлении была защита диссертаций (О.И. Федяев, В.Н. Павлыш и Ю.М. Штерн), издание монографии «Моделирование динамических процессов рудниковой аэрологии» (Ф.О. Абрамов, Л.П. Фельдман, В.А. Святный, 1981).

Созданная проф. Л.П. Фельдманом научная школа аналогово-цифрового моделирования стала мощным инструментом научного познания сложных процессов.

Преподаватели и научные сотрудники кафедры выполняли работы с московским НИИ Счётмаш, в рамках тематики отраслевой научно-исследовательской лаборатории Минрадиопрома СССР «Разработка структур и программного обеспечения аналогово-цифровых вычислительных систем». Выполнялись договорные работы по аналогово-цифровому моделированию сложных динамических систем оборонного назначения (НИИ прикладной гидродинамики, ЭВМ, НИИ ОПС и др.). Разработаны модули программного обеспечения аналогово-цифровых систем АЦВС-3 и АЦВС-4, осуществлено их внедрение в серийное производство. Государственные комиссии высоко оценили творческий потенциал коллектива. По результатам работы защищены кандидатские диссертации (Н.Е. Губенко и В.А. Дедищев), издан научный учебник «Математическое обеспечение САПР: моделирование вычислительных и управляющих систем» (Л.П. Фельдман, В.О. Дедищев, 1992 г.).

С 1982 г. кафедра активно проводит научные исследования совместно с Институтом кибернетики НАН Украины. Значительную помощь в подготовке кадров высшей квалификации для кафедры предоставили чл.-кор. НАН Украины Б.Н. Малиновский и чл.-кор. НАН Украины В.П. Боюн.

В 1986–1991 гг. на кафедре по заказу Министерства электронной промышленности были разработаны (Ю.В. Ладыженский) системы автоматизации программирования для перспективных микропроцессоров, комплексы программ для моделирования и верификации цифровых устройств на микросхемах программируемой логики. Разработки структур высокопродуктивных вычислительных систем стали основой кандидатских диссертаций Ю.В. Ладыженского и С.М. Вороного. Разработки систем автоматизирования проектирования и отладки программ для микро-ЭВМ, которые выпускались в Украине НПО им. С.П. Королёва в середине 1980-х годов, стали основой кандидатских диссертаций М.М. Гуревича и А.В. Григорьева. Исследования аналитических методов теории вычислительных систем систем способствовали успешной защите кандидатской диссертации И.И. Труба.

На конец 1980-х годов в составе кафедры было 28 преподавателей, из них три профессора, доктора технических наук и 15 доцентов, кандидатов наук. Научная часть кафедры состояла из 50 научных сотрудников и инженеров. В этот период кафедра успешно решала сложное задание: обеспечение Донбасса программистами-профессионалами, способными разрабатывать, внедрять и эксплуатировать современные компьютерные и информационные технологии во всех сферах деятельности человека, обеспечивая развитие экономики региона.

В 1992 г. был осуществлён переход на подготовку бакалавров, специалистов и магистров по программированию в пределах направления «Компьютерные науки» по специальности «Программное обеспечение автоматизированных систем». В 1993 г. кафедру возглавил проф. А.И. Слепцов (1993–1995), благодаря энтузиазму которого на кафедре началась подготовка бакалавров по направлению «Менеджмент» и специалистов по специальности «Информационные системы в менеджменте».

С 1995 г. кафедрой руководит проф. Е.А. Башков, который прошёл путь от ассистента кафедры ЭВМ до проректора университета по научной работе. Он повысил технический и профессиональный уровень коллектива. В 1994 г. начата подготовка специалистов по специальности «Экономическая кибернетика», которая ориентирована на разработку и использование математических методов моделирования и информационных систем в отрасли экономики.

Активная работа коллектива кафедры по подготовке специалистов получила признание в Украине — студенты кафедры регулярно берут участие и занимают призовые места в международных профессиональных олимпиадах. На базе кафедры ПМИ с 2001 г. до 2005 г. проводились финалы Всеукраинской олимпиады по программированию по международной версии АСМ, что было отмечено благодарностью и наградой оргкомитета олимпиады (проф. Е.А. Башков, доц. С.А. Зори) Министерством образования и науки Украины.

Для использования последних инструментальных программных систем кафедра оборудована современной вычислительной техникой, которая позволяет изучать все основные аспекты разработки программного обеспечения разного назначения. Студенты обучаются в семи компьютерных классах, каждый из которых укомплектован 8-14 персональными компьютерами, соединёнными в локальную сеть кафедры, которая подключена к корпоративной сети университета, и через неё — в Интернет. На базе современной компьютерной техники кафедры построен вычислительный кластер для проведения научных исследований в областях вычислительной техники, параллельных систем и параллельного программирования.

С 2006 г. кафедра ПМИ активно развивает сотрудничество с компанией Microsoft. Участие в академической программе Microsoft позволило кафедре постоянно получать современное лицензионное программное обеспечение этой компании. Установка на вычислительном кластере программной системы Microsoft Windows Compute Cluster Server расширила возможности кафедры для новых направлений исследований и разработок в области высокопродуктивных распределённых и параллельных вычислений. В 2008 году студенты кафедры ПМИ вышли в финал конкурса проектов для Microsoft Windows Compute Cluster Server. Компания Microsoft провела для преподавателей, студентов и аспирантов несколько тренингов по современным технологиям Microsoft.

Для улучшения подготовки выпускников при изучении языка Java и технологий Open Source, в 2008 г. кафедра ПМИ стала участником академической программы крупнейшей американской ІТ-компании SUN, а с поддержкой компании CISCO Systems на кафедре в 2010 году была основана научно-учебная лаборатория по исследованию и изучению сетевых технологий CISCO. Доцент кафедры ПМИ В.С. Бабков является представителем этих компаний в ДонНТУ.

Научные достижения ведущих преподавателей кафедры известны далеко за пределами Украины. Кафедра ведёт исследования по перспективным научным направлениям: интеллектуальные системы принятия решений и обучения; организация вычислительных процессов и алгоритмы функционирования параллельных высокопродуктивных вычислительных систем; параллельные алгоритмы и специализированные вычислительные системы для синтеза изображений; методы проектирования специализированных цифровых систем на СБИС; прикладные и специализированные базы данных и знаний; экономико-математическое моделирование.

На кафедре проводятся работы по нескольким финансируемым НИР, организован выпуск ежегодного сборника научных трудов серии «Информатика, кибернетика и вычислительная техника», проводится международная научная конференция «Моделирование и компьютерная графика». Заведующий кафедры, проректор по научной работе ДонНТУ, проф. Е.А. Башков, профессор кафедры Л.П. Фельдман и доцент О.А. Дмитриева являются лауреатами Государственной премии Украины в отрасли науки и техники.

Активная научно-исследовательская работа сотрудников кафедры принесла позитивные результаты. В 1998-2008 годах защитили кандидатские диссертации в отрасли компьютерных наук О.А. Дмитриева, Н.С. Костюкова, О.Л. Вовк, С.А. Гладунов, Ю.В. Попов, Т.В. Михайлова, И.А. Назарова. Актуальные научные задания экономической кибернетики решили в своих диссертациях А.А. Теличко и А.М. Гизатулин.

В рамках договоров между факультетом вычислительной техники и информатики с зарубежными партнёрами сотрудники кафедры берут участие в международных исследованиях в области систем сверхвысокой продуктивности. Благодаря научным связям с Институтом параллельных и распределённых сверхбыстродействующих вычислительных систем Штутгартского университета (Германия), преподаватели кафедры получили доступ к современным системам параллельного программирования и средств их реализации, регулярно берут участие в научных стажировках, выступают с докладами на научных конференциях и семинарах. В 1993 и 1995 годах проф. Л.П. Фельдман проходил трёхмесячную научную стажировку в Штутгартском университете, результатом которого стал учебный курс «Структуры высокопродуктивных вычислительных систем и параллельное программирование». В 1997 г. в Волгоградском государственном университете (Россия) доц. О.И. Федяев прочитал курс лекций по теории искусственных нейронных сетей. По договору с Филадельфийским научным центром доц. Ю.В. Ладыженский успешно прошёл стажировку в США на базе Пенсильванского университета. В 2003 году сотрудники кафедры (проф. Л.П. Фельдман, доц. О.А. Дмитриева, доц. С.А. Зори) приняли участие в международной конференции по моделированию ASIM–2003 (Германия).

Кафедра имеет постоянные связи с компьютерными предприятиями Донецкого региона. В 2005 году создан филиал компании «АМИ», которая является одним из лидеров компьютерной индустрии в Украине.

За последние годы произошли существенные изменения в подходах к разработке программного обеспечения компьютерных систем, что требует постоянного пересмотра содержания подготовки программистов. Чтобы готовить бакалавров и магистров в области программной инженерии в соответствии с международными стандартами, кафедра  принимает активное участие в работе комиссий по разработке новых государственных образовательных стандартов по направлениям подготовки «Программная инженерия», прошла аккредитацию в РФ.