1949年4月、新制・立教大学のもとで杉浦義勝を中心に理学部が設置され、 同時に物理学科が設置されました。 この同じ年に、理論物理学研究室(理論研)は発足しました。
発足当初は主として素粒子理論の研究室として活動が行われていました。 発足後ほどなくして着任した武谷三男は、素粒子物理の研究をリードする一方で、 早くから素粒子物理と宇宙物理の連携にも目を向けていました。 1963年頃から、当時研究室の助教授であった会津晃は、 武谷を相談役として銀河の研究をスタートさせ、 宇宙物理グループを立ち上げました。 1971年には蓬茨霊運が着任し、 現在の素粒子・宇宙の2大グループ体制が定着しました。
研究室の設立当初から重んぜられている、 各研究者の自主性に基づく共同討論を自由かつ活発に行う雰囲気は、 現在にも受け継がれています。
歴代の理論研スタッフ
| 氏名 | 退職時職位 | 研究分野 | 在職期間 |
| 豊田 利幸 | 教授 | 素粒子 | 1949–1969 |
| 渡辺 慧 | 教授 | 素粒子 | 1949–1957 |
| 会津 晃 | 教授 | 素粒子・宇宙 | 1951–1987 |
| 武谷 三男 | 教授 | 素粒子・宇宙 | 1953–1969 |
| 町田 茂 | 教授 | 素粒子 | 1955–1966 |
| 田中 正 | 講師 | 素粒子 | 1956–1957 |
| 長崎 正幸 | 教授 | 素粒子 | 1957–1995 |
| 古市 進 | 教授 | 素粒子 | 1958–1997 |
| 岩本 文明 | 講師 | 素粒子 | 1958–1958 |
| 沢村 一 | 助教授 | 素粒子 | 1960–1996 |
| 佐藤 茂雄 | 教授 | 素粒子 | 1961–1988 |
| 鈴木 春夫 | 助教授 | 素粒子 | 1965–2002 |
| 浜 満 | 教授 | 素粒子 | 1966–2001 |
| 藤崎 晴男 | 教授 | 素粒子・宇宙 | 1970–2006 |
| 蓬茨 霊運 | 教授 | 宇宙 | 1971–1999 |
| 柴崎 徳明 | 教授 | 宇宙 | 1988–2012 |
| 田中 秀和 | 教授 | 素粒子 | 1997–2021 |
| 矢彦沢 茂明 | 教授 | 素粒子 | 1997–2016 |
| 須佐 元 | 助教授 | 宇宙 | 2002–2007 |
| 大須賀 健 | 助手 | 宇宙 | 2004–2007 |
| 原田 知広 | 教授 | 宇宙 | 2006– |
| 西條 統之 | 助教 | 宇宙 | 2008–2013 |
| 黒木 経秀 | 助教 | 素粒子 | 2008–2013 |
| 小林 努 | 教授 | 宇宙 | 2012– |
| 江口 徹 | 特任教授 | 素粒子 | 2012–2016 |
| 疋田 泰章 | 助教 | 素粒子 | 2013–2016 |
| 前田 秀基 | 助教 | 宇宙 | 2013–2014 |
| 横山 修一郎 | 助教 | 宇宙 | 2014–2018 |
| 中山 優 | 准教授 | 素粒子 | 2016–2022 |
| 初田 泰之 | 准教授 | 素粒子 | 2017– |
| 木村 匡志 | 助教 | 宇宙 | 2019–2022 |
| 平松 尚志 | 助教 | 宇宙 | 2020– |
| 石井 貴昭 | 助教 | 素粒子 | 2021– |
| 鈴木 健太 | 助教 | 素粒子 | 2022– | 宇賀神 知紀 | 准教授 | 素粒子 | 2023– |