从建国初期我校成立以来，物理实验室就承担着物理实验基础课教学任务，在当时比较艰苦的条件下能够保证教学正常进行，圆满地完成教学任务。上世纪60年代初，物理实验室已经发展成具有一定规模、能开出较高水平实验的实验室。在文化大革命中遭到严重破坏，1978年恢复招生制度以后，物理实验室进行了重建和恢复工作，当年就开出了满足理工科实验教学大纲的大学物理实验课，并且开出了物理师资班需要开设的所有物理实验。1991年6月被省教育厅评定为先进实验室，多次被西安理工大学评为先进单位，1996年通过省教育厅基础课实验室合格验收。2005年被评为陕西省大学物理教学示范中心。
近年来，以“以人为本”和培养学生知识、能力、素质协调发展的教育理念为指导，以改革为动力，以培养高素质创新型人才为目标，在师资队伍建设、课程建设以及实验室建设等方面进行了一系列的改革探索与实践，取得了显著的成效。随着学校对实验室建设投资的增加，增开了综合性、设计性及研究型实验50多项。现开设基础物理实验27项，普通物理实验80项，近代物理实验38项，专业物理实验11项，共计156项。其中综合设计性实验项目占80%，实验开出率100%，提高了物理实验课的教学水平，培养了学生的综合素质和创新能力。此外，物理实验教学中心还拥有高分辨透射电子显微镜等先进分析测试仪器，除了供本中心工作人员、研究生科学研究和本科生毕业设计使用之外，还为本科生研究型实验提供实验条件。1993年，“自制物理教学仪器，提高教学质量”获得陕西省优秀教学成果三等奖，2001年“构建创新实践教育体系的探索与实践”获陕西省优秀教学成果一等奖，2005年“西安理工大学实践性教学‘可持续创新机制’五年探索结硕果”获陕西省优秀教学成果二等奖，大学物理系列课程（含物理实验）一直为西安理工大学校级优秀课程，大学物理2003年被评为省级精品课程。从2004年，学校实行完全学分制试点，物理实验教学中心每年对全校3100多名本科生进行了开放式实验教学。
在科研方面，近五年物理实验教学中心教师和实验技术人员共承担科研课题58项，其中国家自然科学基金5项，省部级项目15项（其中重点项目1项）。获得科研经费442.4万元，其中纵向科研经费340.8万元，发表科研论文 200 余篇，其中，SCI、EI检索收录近60篇；发表教学研究论文29篇；获科研奖励8项，其中省部级以上奖3项；获得专利2项。拥有物理电子学硕士和光学硕士授权点两个，物理电子学科博士点。