Кафедра теорії оптимальних процесів заснована у 1973 р. в рамках механіко-математичного факультету.
Кафедра теорії оптимальних процесів готує бакалаврів напряму “системний аналіз” та магістрів зі спеціальності “системний аналіз та управління”.
Завідувачами кафедри були: доц. Мельник З.О. (1973-1975), проф. Бартіш М.Я. (1975-1986, 1991- 2018) , доц. Щербина Ю.М. (1986-1991), проф. Шахно С.М. (2018- до тепер).
Кафедра була і є постійним постачальником науково-викладацьких кадрів при створенні нових кафедр як в університеті, так і за його межами. У 1975 р. кафедра була однією з базових при створенні факультету прикладної математики і механіки у Львівському університеті.
Під керівництвом проф. М. Я. Бартіша на кафедрі сформувався науковий напрямок у галузі розв’язування нелінійних функціональних рівнянь і задач на екстремум. На основі розробленої загальної схеми методів типу Ньютона-Канторовича для функціональних рівнянь досліджуються нові обчислювальні методи, зокрема, для розв’язування нелінійних рівнянь з недиференційованим оператором, розробляються методи для розв’язування нелінійних задач про найменші квадрати. Проводяться дослідження методів нелінійного програмування, оптимального керування, розв’язуються різні технічні та економічні задачі на основі оптимізаційних математичних моделей.
За результатами досліджень захищено 2 докторські (М. М. Притула 1998, М. Я. Бартіш 2003) і 10 кандидатських дисертацій.
Викладачі кафедри читають загальні курси: «Методи оптимізації», «Чисельні методи лінійної алгебри», «Дослідження операцій», «Теорія ймовірностей та математична статистика», «Математична економіка», «Стохастична оптимізація» , «Актуарна математика», «Комп’ютерна графіка», «Програмування на ВЕБ», «Прийняття рішень в умовах невизначеності» для студентів напрямів «прикладна математика» та «системний аналіз».
Викладачі кафедри підтримують наукові контакти з кафедрами та інститутами відповідного профілю у Київському національному університеті імені Тараcа Шевченка, Варшавському університеті (Польша), Вроцлавському університеті (Польша), Батумському університеті (Грузія), Університеті м. Карлсруе (Німеччина), Університеті м. Іннсбрук (Австрія), Кемерон Університеті (Лавтон, США) та університетами інших країн.