O Departamento de Física tem suas origens no Instituto Costa Ribeiro de Física e Matemática, fundado em 1957 por iniciativa do Pe. Francisco Xavier Roser, S.J., criado para promover pesquisas (na época: radioatividade do solo e na atmosfera), e “também com o fim explícito de tornar mais eficiente e científico o ensino de Física ministrado aos alunos de outras Faculdades da Universidade Católica” (Anuário de 1958).
As atividades de ensino tiveram início logo após a assinatura do decreto n° 45.583 de 29 de dezembro de 1959, que criou oficialmente o Instituto de Física da Universidade Católica (IFUC), tendo a primeira turma de estudantes ingressada em 1960. Ao longo da década de 60, o Instituto se consolida.
O curso de Graduação, sob a responsabilidade do brilhante mestre Pierre Lucie, congrega professores renomados nacional e internacionalmente e atrai um número crescente de alunos. A Pós-graduação é instalada em 1965 e passa a receber os graduandos da casa e – graças a um esforço de divulgação no Nordeste do país – um relativamente alto número de alunos dessa região; por contatos no exterior, alunos da América Central também acorrem ao Mestrado em Física da PUC.
Entretanto, é na pesquisa que ocorre o grande salto de qualidade que lançará o IFUC entre os três melhores centros de investigação em Física do país. Três linhas de pesquisa são criadas:
i) a de Física Nuclear, que vai reforçar as já existentes pesquisas em radioatividade natural, com a decisão de instalar um acelerador tipo Van de Graaff e de entrar na área de Física Médica Nuclear;
ii) a de Física de Estado Sólido, voltada para a revolução de Ciências de Materiais então em franca expansão;
iii) a de Física de Partículas Elementares, área particularmente atraente no momento e que tinha César Lattes como um dos brasileiros na sua vanguarda internacional.
O acerto, pioneirismo e ousadia destas decisões iriam, por décadas, fazer da PUC uma das principais referências Latino-Americanas no ensino e pesquisa em Física. Além disto, a plêiade de excelentes professores reunidos no IFUC iria participar – de forma central – na reestruturação dos cursos de Graduação e de Pós-Graduação na PUC através da criação do chamado “Modelo PUC”. A grande reforma acadêmica deu-se no início da década de 70, quando foi criado o Centro Técnico Científico: o IFUC tornou-se o atual Departamento de Física.