ตั้งแต่เริ่มก่อตั้งในปี พ.ศ. 2501 จนถึงปี พ.ศ. 2535 คณะวิทยาศาสตร์ประกอบด้วย 14 ภาควิชา จัดตั้งเรียงตามลำดับดังนี้ กายวิภาคศาสตร์ เคมี ชีววิทยา ภาษาต่างประเทศ จุลชีววิทยา ชีวเคมี สรีรวิทยา ฟิสิกส์ เภสัชวิทยา พยาธิชีววิทยา เทคโนโลยีชีวภาพ คณิตศาสตร์ คอมพิวเตอร์ และพฤกษศาสตร์ แต่เนื่องจากในปี พ.ศ. 2549 ภาควิชาภาษาต่างประเทศ ได้ขยายขอบข่ายของงานไปก่อตั้งเป็นคณะศิลปศาสตร์ และในปี พ.ศ. 2552 ภาควิชาคอมพิวเตอร์ และสำนักคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้รวมส่วนงานและก่อตั้งเป็นคณะเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร ปัจจุบัน คณะวิทยาศาสตร์จึงประกอบด้วย 12 ภาควิชา, 2 กลุ่มสาขาวิชา และ ศูนย์วิจัยเทคโนโลยียาง อ้างอิง ประกาศมหาวิทยาลัยมหิดล เรื่อง การแบ่งหน่วยงานภายในส่วนงานของมหาวิทยาลัย (คณะวิทยาศาสตร์) พ.ศ. 2561 ลงวันที่ 12 มีนาคม 2561