1997年，由物理系、电子信息科学与技术系、光电研究所、理论物理研究所联合组建成立了山西大学物理电子工程学院，2019年12月电子信息工程系并入我院。学院建立以来，经过二十余年的建设和发展已经建成良好的教学与科研平台，形成完整的人才培养体系。学院目前包含物理系、光电工程系、电子信息工程系、大学物理教学部、大学物理实验教学中心、电子信息实验教学中心，以及光电研究所、理论物理研究所、激光光谱研究所、现代通信技术研究所。

全院在编教职工253人，其中教师216人，教辅19人，党政干部18人。教师队伍中包括教授61人，副教授80人，其中博士生导师66人，硕士生导师160人。学院现有学生2238人，其中本科学生1701人，硕士研究生391人，博士研究生146人。自从物理系成立以来，已为社会培养了10000多名优秀人才。

学院设院长一人、副院长三人，负责学院教学、科研、学科建设、研究生管理工作；学院设分党委，有书记一人、副书记一人，负责党建和思想政治工作；设分团委，专职书记一人；教育工会分会，设主席一人；配备专兼职班主任，负责学生思想工作和日常管理工作。学院设行政办公室和党委办公室，负责处理日常工作。

现有物理学(国家理科基础科学研究与教学人才培养基地)、电子信息工程、光电信息科学与工程、电子信息科学与技术四个本科专业。其中物理学为国家级一流专业、特色专业和山西省高等学校优势专业，电子信息科学与技术、光电信息科学与工程为山西省品牌专业。物理实验教学中心是国家级实验教学示范中心，光与原子物理教学团队是国家级教学团队，《近代物理实验》、《原子物理学》两门国家级精品课程；物理学、电子信息科学与技术、光电信息科学与工程专业为山西省品牌专业，近代物理实验教学团队是省级教学团队，通信技术示范中心是省级实训中心。

学院现有博士点8个，博士后科研流动站1个，硕士点12个，工程硕士专业领域1个，其中物理学具有一级学科博士学位授权和博士后科研流动站，信息与通信工程、光学工程为一级学科硕士学位授权点，电子信息为工程硕士专业学位授权点。 学院拥有量子光学与光量子器件国家重点实验室、高等学校学科创新引智基地、极端光学省部共建协同创新中心、光学国家重点学科；理论物理学科、原子与分子物理学科是省级重点学科；光学工程学科是省重点建设学科，信息与通信工程学科是山西省重点扶持学科，此外还拥有山西省工程研究中心。