物理学专业设置于1975年。经过40余年的发展，该专业已成为湖北省一流本科专业、湖北省品牌专业及学校传统优势专业。具有光学工程一级学科硕士学位授予权和课程与教学论（物理）二级学科硕士点，已形成本科、硕士较为完备的人才培养体系，并构建了优秀的教学团队和教学实验平台，其中物理类核心课程教学团队为湖北省优秀教学团队；物理学教研室2019年获批湖北省优秀基层教学组织；“物理实验教学中心”是校级实验教学示范中心；“光学工程”是湖北省重点培育学科，光学学科是湖北省“楚天学者”设岗学科；“光电器件与材料实验室”是黄石市重点实验室，拥有2个湖北省高校优秀中青年科技创新团队项目。目前本专业在校生人数480，现有专任教师37人，其中教授6人，副教授14人，具有博士学位29人，物理学专业目前生师比13：1，具有博士研究生学位教师占专任教师的比例78%。专任教师中硕士生导师32人；中青年教师（45岁以下）中具有博士学位者25人；博士学位、硕士学位者占青年教师总数的100%。专业另聘基础教育一线中学兼职教师11人。专任教师中有享受国务院政府特殊津贴人员2人，全国优秀教师1人、省跨世纪学术骨干黄石市优秀教师3人、湖北省有突出贡献的中青年专家2人，湖北省楚天学者计划人才5人，黄石市突出贡献教师1人。
物理学专业，学制4年，授予理学学士学位，是湖北师范大学历史最悠久的专业之一，是湖北省品牌专业，拥有省级教学团队（物理学），湖北省优秀基层教学组织（物理学教研室），2019年获批省级一流本科专业建设点。目前已经为湖北省基础教育及全国科学研究及其他领域培养大量合格人才。物理学专业旨在培养具有良好的思想素质，人文素养和科学精神，具备物理教学实践能力、教育创新创业能力、能适应未来教育发展的新型物理教育人才；物理学专业以师范生科技创新能力和物理教学技能两种实践能力为培养目标，实现地方、高校、基础教育机构三方协同培养，以课程体系为支撑、特色项目活动拓展为培养途径的新型理科师范生科技教育实践能力培养模式。专业建设逐步形成“以学科建设为龙头，以课程建设为重点，立足师范、面向社会、拓宽基础、提高能力，培养创新人才”的优势和特色。物理学专业开设力学、热学、电磁学、光学、理论力学、热力学与统计物理、电动力学、量子力学、数学物理方法、近代物理实验等核心主干课程。本专业培养的一些优秀毕业生目前已经成为基础教育、科学研究、企事业单位的业务骨干。