广东石油化工学院理学院物理系建于2001年10月，是由原茂名教育学院物理系和广东石油高等专科学校物理教研室组建而成。

2002年前，物理系属于广东石油化工学院（原茂名学院）师范学院管理。随着学校的发展和办学规模的扩大，根据学校教学资源共享和师资优化组合，物理系于2002年并入广东石油化工学院（原茂名学院）计算机与电子信息学院，并将物理系更名为技术物理系。

物理系从1986年开始开设物理教育专业（两年制、三年制大专），1992年和1993年增办了应用电子技术专业（家电）（两年制大专）。2002年经广东省批准、报教育部备案，于2002年9月开始招收电子信息科学与技术专业本科生。2006年4月经广东省学位评审委员会考核，电子信息科学与技术本科专业获得学士学位授予权。到2012年6月底，电子信息科学与技术专业已有7届本科毕业生。2004年开办函授物理学专业专科升本科班。已毕业6届学生200多人。

2006年为了创办物理学业，技术物理系分别到华南师范大学、湛江师范学院、广东海洋大学物、韶关学院和肇庆学院等省内高校进行调研，了解物理学专业的发展现状和学生就业前景。到茂名、阳江等粤西地区了解中学物理教师的师资情况。为申报物理学专业作前期准备。

2007年7月，学校根据“十一五”期间发展规划，进行院系调整。物理系与数学系等部门组建理学院。目的是为了满足粤西地区对中学理科教师的需求，并能够促进理学学科得到进一步的发展。2007年物理系申报物理学（本科）专业，经广东省批准、报教育部备案，于2008年9月开始招收物理学专业本科生。

物理系除完成物理专业课程教学外，长期负责全校的理工科各专业《大学物理》、部分专业的《应用光学》、《电磁场与电磁波》、《自然科学概论》等课程的理论和实验教学。通过25年的办学，无论是在教学管理，还是师资队伍建设、课程建设、实验室建设等方面，都积累了丰富的经验。物理系由于在专业建设和教学管理等方面取得较好成绩，多次被学校授予教书育人先进集体。