在2018年7月11日西南交通大学召开的“理科振兴”推进大会上，学校书记王顺洪、校长徐飞为“西南交通大学前沿科学技术研究院”揭牌。
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西南交通大学计算机与人工智能学院是随着时代和国家战略需求发展起来的学院，创建于2021年，前身来源于1960年创办的计算技术专业，是国内较早开设计算机专业的学校;1981年计算机及应用专业获得首批硕士学位授予权;2000年获得计算机软件与理论学科硕士学位授予权;2003 年获计算机应用技术学科博士学位授予权;2006年获得计算机科学与技术一级学科硕士学位授予权; 2010年获计算机科学与技术一级学科博士学位授予权;2012年获批博士后流动站;2016年进入ESI全球排名前1%;2016年教育部学科评估B
西南交通大学交通运输与物流学院是西南交通大学二级学院，其前身是唐山铁道学院铁道运输系，1956年恢复建系。1998年6月，学校组建了交通运输学院。
西南交通大学建校于1896年，是首批进入国家“双一流”“211工程” “特色985工程”重点建设、首批设立国家“2011计划”协同创新中心并设有研究生院的教育部直属全国重点大学。材料科学与工程学院的办学历史可追溯到上世纪初三十年代，唐山路矿学堂于1931年正式成立矿冶系，1946年矿冶系分为采矿工程系和冶金工程系，1951年建立材料工程系，1952年院系调整时，材料学科调往他校。
地学学院于2010年11月11日成立，由原属土木工程学院的地质、测绘两个学科和原环境科学与工程学院合并而成。
西南交通大学建筑与设计学院的前身，是开设于1929年的唐山交通大学建筑科。1946年建筑系正式成立，林炳贤、刘福泰、徐中、李汶等老一辈教授先后主持和参与建筑学专业教学。培育了佘畯南院士、彭一刚院士等众多杰出校友。改革开放后，为适应国家经济发展和现代化建设需要，1985年学校恢复了建筑学专业，1986年正式恢复建筑系，2002年成立建筑学院，逐步完善设置了建筑学系，城乡规划系和风景园林系。上世纪90年代，美术教研室调出建筑系，相继发展了艺术设计系、工业设计系和美术学系。
西南交通大学设计艺术学院于2021年12月成立。学院是为贯彻新发展理念，更好应对数字化、智能化、城市化快速发展对交通出行、生产制造、生活娱乐、城市建设等时空场景和生活形态的深刻影响，践行西南交通大学交通特色与高质量发展战略，发挥设计学科在面向需求的场景创造和联接多学科融合创新的作用，以智能引领、数媒为先、设计为本、融合创新为发展思路，定位于服务未来智慧生活，融合智善美，连接现在与未来、社会和经济，开展系统价值创新研究与设计教育的新文科学院。
物理科学与技术学院是经历了自1948年以来前身的普通物理教研室、应用物理系、理学院之后，发展到2006年成立的学院，现在已经成为基础教学、科学研究和学科建设协调发展，理工融合，前沿科学研究与高新技术研发并举，具有一定综合实力的学院。
西南交通大学人文学院2004年成立。学院拥有完整的本、硕、博培养体系，设有中国语言文学一级学科博士学位点和哲学、中国语言文学、新闻传播学3个一级学科硕士学位点，汉语国际教育、新闻与传播2个专业硕士学位点和汉语言文学、传播学、广告学、音乐表演4个本科专业。
公共管理学院（School of Public Administration），作为百年交大中充满生机与活力的年轻学院，是培养公共管理、政治学和法学等领域专门人才的重要基地，是多学科结合渗透、富有特色的应用研究型学院。学院现有公共管理、法学2个一级学科、有公共管理硕士（MPA）、法律硕士（JM）和资源与环境硕士3个专业学位硕士，有公共事业管理、法学、政治学与行政学3个本科专业。
西南交通大学医学院于2014年7月成立。建于1941年7月，集医疗、科研、教学、预防、保健和康复为一体的国家三级甲等综合性医院——成都市第三人民医院挂牌西南交通大学附属医院。全国五大战区总医院之一的大型三级甲等综合性医院——西部战区总医院（原成都军区总医院）同时挂牌成为西南交通大学医学转化中心。
西南交通大学生命科学与工程学院，前身是1949 年7月，中国交通大学唐山工学院（现西南交通大学）设立的化工系。1952年，全国高校院系调整，化工系主体（余国琮教授等14名教师和54名学生）调至天津大学，保留应用化学组（化学教研室），承担全校工科化学基础课教学。
力学是工程科学与技术的重要基础。西南交通大学是中国最早开展力学教育的高校之一，从1897年起就开设了多门工程专业中的力学课程，罗忠忱、茅以升、顾宜孙、范治纶、杨耀乾、高渠清、孙训方、戴天民、黄安基、沈志云、奚绍中等一大批知名教授先后主讲力学课程，浑厚发端、朴拙传承，形成了学校“严谨治学、严格要求”的育人传统，为培养出以2位“两弹一星”元勋、60余位海内外院士为代表的30余万交大英才做出了重要贡献，特别是培养了茅以升、黄万里、林同炎、张维、刘恢先、陈能宽、姚桐斌、龙驭球、沈志云、柯尊平、翟婉明、涂善东、任辉
西南交通大学数学学院的前身是创办于1958年的唐山铁道学院数理力学系，1985 年学校正式成立数学系，2008年学校正式组建数学学院。学院现有数学一级学科博士点和统计学一级学科硕士点，数学与应用数学、统计学和数据科学与大数据技术三个本科专业。学院以“坚持发展基础数学，建设以应用、计算与数据科学为特色的西南交通大学数学学院”为发展目标。
