為響應國家創新驅動發展戰略，向建設成為世界一流大學的目標邁進，2017年8月8日，中國科學技術大學召開了大數據學院和大數據研究院建設專項工作會議決定建設大數據學院和大數據研究院。2018年3月，大數據學院正式成立，陳恩紅教授擔任大數據學院執行院長。
大數據學院具有自主設置交叉學科“數據科學”專業，主要依托于5個一級學科，即數學、計算機科學與技術、統計學、信息與通信工程、生物學。學院涵蓋本科生培養和研究生培養，本科生培養依托中國科大在數理基礎方面的學科優勢，探索數據科學相關專業方向的2+X創新人才培養模式。在2+X（本研貫通）培養模式中，前兩年進行數理及計算機等基礎課教育，經選拔后第三年進入數據科學與大數據技術專業，逐步形成大數據方向的學士、碩士和博士培養體系。研究生培養包括學碩和專碩兩種，其中學碩培養數據科學基礎人才，專碩培養大數據技術專業人才（全日制和非全日制），提升大數據應用相關行業人員的專業技能和素養。博士研究生培養面向國家需求的高端領軍人才。
大數據學院現有專職和兼聘交叉學科教學科研隊伍60余人，包括國家杰青、國家優青、“大師講席”教授等，還有來自知名企業的兼聘教授、博士生導師，以及中國科大海外校友、“大師講席”教授。大數據學院擁有大數據分析與應用安徽省重點實驗室、國家數學與交叉科學中心（合肥）大數據科學實驗室、智慧醫療大數據研究中心、中國科學技術大學智慧城市研究院（蕪湖）、首旅生活方式智慧服務實驗室等學科點支撐實驗室。
大數據學院將以數學、統計學、計算機科學、信息科學為基礎，與生命科學、醫療健康、經濟金融、社會管理、公共安全等眾多學科領域進行深度交叉，開展科學研究和人才培養，有效推動大數據學科建設與發展。