十二年科学技术发展远景规划之后，科技事业蓬勃发展，而科技人才缺乏，从高等学校分配的毕业生远远不能满足中国科学院的需要。参照苏联科学院新西伯利亚分院与新西伯利亚大学所系结合的经验，1958年5月9日，中国科学院党组向聂荣臻和中宣部呈送了中国科学院办大学的请示报告。1958年9月20日，中国科学技术大学成立，首届招生1600名。郭沫若兼任校长，院副秘书长、党组成员郁文担任校党委书记，国务院副总理聂荣臻称中国科学技术大学的诞生，是我国教育史和科学史上的重大事件。科大的专业设置着重考虑中国急需的薄弱和空白学科，特别是原子能和空间科学技术有关的系和专业，有些是国内首次设置的专业。按照“全院办校，所系结合”的方针，聘请了院内及各所的著名科学家兼任基础课教师和校、系、教研室负责人。1970年初，中国科学技术大学迁往安徽合肥。1978年3月，中国科学技术大学在全国首创少年班，坚持“破格选拔，因材施教”，采用创新培养模式。3月8日，中国科学技术大学举行第一期少年班(1977级)开学典礼，中国第一个少年大学生班正式诞生。