数学与应用数学（数学拔尖学生培养基地）
　　同济大学数学与应用数学（数学拔尖学生培养）致力于培养具备扎实数学理论基础，具有原创意识，放眼学科发展、瞄准数学前沿问题的一流数学专业人才。人工智能的根基在数学，2019年成立“智能计算与应用”同济大学数学中心，2021年获批上海市智能计算前沿科学研究基地，数学拔尖基地引领前沿数学和基础算法的理论研究， 培养人工智能、建模及算法的新型应用数学家，助力我国的人工智能应用实现重大突破。
　　同济大学数学科学学院始建于1945年，众多知名学者曾在此任教。新中国成立后几经调整，于1980年恢复应用数学系，2006年定名为数学系，2016年成立数学科学学院。通过人才培养和引进，学院在学科和师资队伍建设、人才培养、科研与学术交流、教学研究与教材改革等方面都取得巨大进步，教学和科研方面的综合实力持续增强，在国内外教育界和学术界有很大的影响力。同济大学数学学科在2017年底教育部公布的全国第四轮学科评估中，获评A类学科（优秀学科）；数学与应用数学专业于2019年入选国家级一流本科专业建设点；《高等数学》等多本教材为国家级优秀教材和教育部优秀教材，在全国有很大的发行量和知名度。
　　应用物理学（物理学拔尖学生培养基地）
　　同济大学应用物理学（物理学拔尖学生培养）通过强基础、重实践的创新培养方式，旨在培养掌握扎实物理基础理论知识和实践技能，有志于献身物理学基础研究，具有良好道德素质修养，具有原创性思维和科研创新能力的卓越物理学家。培养的拔尖班毕业生进入包括哈佛大学、加州理工等QS排名前300大学继续深造的比例高达93%。
　　同济大学应用物理学专业于1940年代由王福山为代表的中国第一代物理学家创立，是物理学领域对德交流的重要窗口，2003年获批物理学一级学科博士点，拥有先进微结构材料教育部重点实验室和上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室，拥有一批包括院士、长江学者、杰青等在内的高水平教师队伍，2019年应用物理学专业入选国家级一流本科专业建设点，在教育部第四轮学科评估中“人才培养质量”排名全国第6位。在2021软科中国大学专业排名中，应用物理专业位列A+层次，全国排名第三。同济物理学科在雄厚师资和创新型教学体系支撑下，已培养应用物理专业毕业生近两千人，包括5位中国科学院和中国工程院院士：吴式枢、朱洪元、丁大钊、李同保、张耀明等。
　　计算机科学与技术（计算机科学拔尖学生培养基地）
　　同济大学计算机科学与技术（计算机科学拔尖学生培养）聚焦认知互联网，发挥学科在软件与信息服务、认知与智能计算等领域的优势，以教育部嵌入式系统与服务计算重点实验室和上海自主智能无人系统科学中心作为人才培养的广阔平台，面向国家信息产业战略需求，基地贯彻“严选才、强引领、厚基础、重交叉、育栋梁”的基础学科拔尖人才培养理念，以“厚基强能”为培养特色，通过大师引领、科研赋能、本硕博贯通、交叉创新的方式，培养同时具备坚实数理基础和科学原创能力的未来计算机科学大师。
　　同济大学计算机科学与技术学科始于1912年，同济医工学堂（同济大学前身）设立电工机械科。计算机科学与技术专业于2019年入选国家级一流专业建设点，计算机科学与技术学科在教育部第四轮学科评估中位列A类学科，基本科学指标数据库ESI显示，同济大学计算机学科进入ESI排名学科，位列全球排名前1%之列。