Die philosophisch-naturwissenschaftliche Fakultät wurde durch das Universitätsgesetz von 1937 gegründet. Der Status einer eigenständigen Fakultät setzte den institutionellen Schlusspunkt hinter eine über hundert Jahre andauernde Loslösung aus der philosophischen Fakultät. Seither hat die philosophisch-naturwissenschaftliche Fakultät ihre Rolle behaupten und ausbauen können.

Die sieben Departemente und zwei assoziierten Institute der Fakultät leisten heute einen wichtigen Beitrag zur nationalen und Internationalen Positionierung der Universität Basel. Ihr inhaltliches Angebot erstreckt sich vom Atom bis zur Galaxie und vom molekularen Träger des Lebens bis hin zum Ökosystem. Dabei werden ältere Fächergrenzen überschritten und interdisziplinäre Zusammenarbeit unterstützt. Dies zeigt sich besonders deutlich in den Beiträgen zum universitären Profilierungsbereich «Life Sciences», aber auch im Swiss Nanoscience Institute. 

Wegweisend für die Entwicklung der philosophisch-naturwissenschaftlichen Fakultät in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts war die Gründung des Biozentrums 1971, dessen Ziel es war, die verschiedenen biologisch-naturwissenschaftlichen Bereiche unter einem Dach zu vereinen und so die Zusammenarbeit zu erleichtern. Heute zählt es zu den größten und wichtigsten Zentren der Universität Basel.

Physik, Chemie, Mathematik und die Pharmazeutischen Wissenschaften, die eine lange universitäre Tradition haben, beteiligen sich intensiv an den fakultären Forschungsschwerpunkten und kooperieren darüber hinaus mit der Medizinischen und Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät. Das 2002 aus dem Insitut für Informatik entstandende Departement Informatik fokussiert in diesem Kontext ebenfalls auf den Bereich der angewandten Informatik und misst der naturwissenschaftlichen Grundausbildung eine wichtige Rolle zu.

Das Departement Umweltwissenschaften wurde 2006 gegründet und gehört somit zu den jüngeren Fachverbünden der Fakultät. In ihm vereinigen sich Integrativen Biologie, Geowissenschaften, das Programm «Mensch, Gesellschaft, Umwelt», das eine Basler Besonderheit war, und die Prähistorischen und Naturwissenschaftlichen Archäologie. Hier werden die komplexen heutigen und vergangenen Wechselwirkungen zwischen Umwelt und Mensch in vielfältiger Weise auf der Basis von Botanik, Zoologie, Oekologie, Physischer Geographie, Humangeographie, Meteorologie, Natur-, Landschafts- und Umweltschutz, Biogeographie, «Nachhaltiger Entwicklung» und Archäologie in interdisziplinärer Verknüpfung untersucht.

Das der philosophisch-naturwissenschaftlichen Fakultät angeschlossene Friedrich-Miescher Institut spiegelt die wichtige Bedeutung wider, die Kooperationen zwischen Universität und Industrie zukommt. Das Insitut, das 2010 sein 40. Jubiläum feiert, ist eine Zweigniederlassung der Novartis Forschungsstiftung und betreibt Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Zell- und Molekularbiologie, insbesondere über Regulationsmechanismen von Wachstum und Differenzierung bei tierischen Zellen und bei Pflanzen, sowie auf dem Gebiet der Neurobiologie.

Das lokal-globale Zusammenspiel zwischen Basler Gesellschaft, ihrem entwicklunspolitischen Engagement und der Universität zeigt sich besonders deutlich in der Geschichte des Schweizerischen Tropeninstituts, das 1943 im Auftrag von Bund und Kanton von Rudolf Geigy gegründet wurde. 2010 erfolgte die Fusion mit dem Institut für Sozial- und Präventivmedizin unter dem neuen namen Swiss Tropical- and Public Health-Institute, dem über 500 MitarbeiterInnen aus über 40 Nationen angehören.