Lớp Toán A0 được thành lập vào tháng 9/1965 theo quyết định của Thủ tướng Phạm Văn Đồng, đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong giáo dục toán học ở Việt Nam. Đây là lớp chuyên đầu tiên của Trường Đại học Tổng hợp Hà Nội, nay là Trường Đại học Khoa học Tự nhiên thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội.
Lớp Toán A0 được tổ chức với mục tiêu phát hiện và bồi dưỡng những học sinh có năng khiếu toán học, từ đó tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cao cho đất nước. Việc thành lập lớp này không chỉ nhằm cung cấp nền tảng vững chắc cho các sinh viên tương lai, mà còn tạo điều kiện cho việc phát triển các tài năng toán học, phục vụ cho sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước. Lớp Toán A0 không chỉ là mô hình lớp chuyên đầu tiên ở Việt Nam mà còn là hình mẫu cho việc phát triển các lớp năng khiếu, qua đó mở đường cho việc hình thành các lớp chuyên ở các lĩnh vực khác trong hệ thống giáo dục Việt Nam sau này.
Ra đời trong hoàn cảnh chiến tranh, thiếu thốn trăm bề, học sinh học tại khu sơ tán ở huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên nhưng với sự nỗ lực không ngừng, thế hệ học sinh khối chuyên thời kỳ đầu (từ 1965 đến 1970) được theo học những giáo sư nổi tiếng như các thầy Hoàng Tụy, Phan Đức Chính, Hoàng Hữu Đường, Nguyễn Thừa Hợp, Nguyễn Bác Văn, Phạm Tấn Dương…
Năm 1974, lần đầu tiên Việt Nam có học sinh khối chuyên Toán tham dự Olympic Toán quốc tế tại Đức. Dù lần đầu "ra quân" còn nhiều bỡ ngỡ nhưng học sinh Hoàng Lê Minh của khối chuyên Toán đã xuất sắc giành Huy chương Vàng - người giành huy chương vàng Olympic Toán quốc tế đầu tiên của Việt Nam. Đây là bước ngoặt lớn mở ra giai đoạn với những thành tích rực rỡ trong các kỳ thi Olympic khu vực và quốc tế của khối chuyên sau này.
Tới nay, Bộ môn chuyên Toán, Trường THPT Chuyên Khoa học Tự nhiên đã phát triển vượt bậc về số lượng, chất lượng và trở thành trung tâm đào tạo học sinh năng khiếu Toán hàng đầu Việt Nam.
Từ năm 1994, trên nền tảng đào tạo vững chắc về Toán, Khối được giao thêm nhiệm vụ đào tạo học sinh năng khiếu về Tin học và đổi tên thành Khối Phổ thông chuyên Toán – Tin.
Vào năm 2010, Trường THPT Chuyên Khoa học Tự nhiên, thuộc Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội), chính thức được thành lập theo Quyết định số 2695/QĐ-UBND ngày 14 tháng 6 năm 2010 của Chủ tịch UBND Thành phố Hà Nội. Sự thành lập này dựa trên cơ sở thống nhất các Bộ môn THPT chuyên của trường, trong đó có khối chuyên Toán A0.
Khi Trường THPT Chuyên Khoa học Tự nhiên được thành lập, khối chuyên Toán A0 trở thành Bộ môn chuyên Toán của trường. Đây là bước chuyển mình quan trọng, đánh dấu sự phát triển và nâng cao chất lượng đào tạo toán học tại trường.
Đến nay, học sinh từ Bộ môn chuyên Toán của Trường THPT Chuyên Khoa học Tự nhiên tiếp tục giữ vai trò quan trọng trong các đội tuyển quốc gia tham gia các kỳ Olympic Toán học và Tin học quốc tế. Những thành tích xuất sắc của các học sinh này đã mang về nhiều giải thưởng và làm rạng danh quốc gia, khẳng định uy tín và chất lượng của chương trình đào tạo toán học tại trường.
Học sinh của Bộ môn chuyên Toán, thuộc Trường THPT Chuyên Khoa học Tự nhiên (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội), đã đạt được những thành tích ấn tượng trong các kỳ thi Olympic Toán quốc tế. Tính đến nay, học sinh của bộ môn này đã giành tổng cộng 69 Huy chương quốc tế trong số 165 Huy chương của toàn quốc, trong đó có 25 Huy chương Vàng, 28 Huy chương Bạc và 16 Huy chương Đồng.
Những thành tích nổi bật này không chỉ làm rạng danh trường mà còn góp phần nâng cao vị thế của giáo dục toán học Việt Nam trên trường quốc tế. Nhiều học sinh xuất sắc từ Bộ môn đã vinh dự nhận Huy chương Vàng trong các kỳ thi Olympic Toán học quốc tế trong suốt hai năm liên tiếp như Ngô Bảo Châu, Đào Hải Long, Ngô Đắc Tuấn, Lê Hùng Việt Bảo, Nguyễn Thế Hoàn...
Qua gần 60 năm phát triển, các lớp chuyên toán đã được mở rộng và nhân rộng ra nhiều tỉnh thành trên cả nước, đào tạo hàng chục nghìn học sinh. Các trường chuyên này ngày càng khẳng định vai trò và vị thế của mình trong hệ thống giáo dục quốc dân, góp phần quan trọng vào việc nâng cao chất lượng đào tạo và phát triển nhân tài cho đất nước.
Giáo sư Hoàng Tụy, sinh năm 1927 tại Quảng Nam, là một trong những nhân vật quan trọng trong lịch sử Toán học và giáo dục Toán học ở Việt Nam. Ông là người khai sinh ra hệ chuyên Toán ở Việt Nam khi đề xuất thành lập "lớp Toán đặc biệt" vào năm 1965, một bước tiến quan trọng trong việc phát triển và tổ chức đào tạo toán học chuyên sâu ở nước ta.
Sau khi hoàn thành chương trình học tại trường Quốc học Huế, ông phải về quê chữa bệnh rồi học tại một trường tư. Năm 1945, ông đỗ đầu kỳ thi tú tài toàn phần ban Toán, đánh dấu sự khởi đầu ấn tượng trong sự nghiệp học tập của mình.
Từ năm 1951, GS Hoàng Tụy đã tự học chương trình đại học Toán của Liên Xô và nghiên cứu các vấn đề tổng quát về giáo dục. Ông đã đóng vai trò quan trọng trong việc tổ chức và biên soạn chương trình, sách giáo khoa cho giáo dục phổ thông tại Việt Nam. Năm 1956, ông bắt đầu giảng dạy tại khoa Toán chung của Đại học Sư phạm và Đại học Tổng hợp Hà Nội.
Năm 1957, ông cùng với 8 cán bộ khác được cử sang Liên Xô tu nghiệp tại Đại học Tổng hợp Lomonosov, nơi ông hoàn thành luận án tiến sĩ Toán - Lý. Vào năm 1964, ông phát minh ra phương pháp lát cắt Tụy, một mốc quan trọng trong sự phát triển của lý thuyết tối ưu toàn cục, đóng góp lớn cho Toán học hiện đại. Hơn 100 công trình khoa học của ông đã được công bố trên các tạp chí uy tín quốc tế.
Trong giai đoạn 1980-1990, ông dẫn dắt Viện Toán học và có công lớn trong việc phát triển viện. Vì những đóng góp xuất sắc của mình, GS Hoàng Tụy được Nhà nước trao tặng giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học kỹ thuật đợt 1 năm 1996.
Ông qua đời vào tháng 7/2019 tại Hà Nội, thọ 92 tuổi. GS Hoàng Tụy được ghi nhận là một trong những trí thức hàng đầu trong lĩnh vực toán học và giáo dục ở Việt Nam, với những cống hiến lâu dài và sâu rộng cho ngành toán học và nền giáo dục quốc dân.