Cùng với quá trình ra đời và lớn mạnh của Viện Toán học, chuyên ngành nghiên cứu Xác suất và Thống kê toán học đã từng bước được xây dựng và phát triển.
 

Khi Phòng nghiên cứu Toán tại Uỷ ban Khoa học và Kỹ thuật được thành lập vào cuối năm 1967, nhóm nghiên cứu về Xác suất Thống kê đã được ra đời, với sự tham gia của các thành viên đầu tiên là Trần Mạnh Tuấn, Phạm Trà Ân và Đặng Hấn, là lớp các cán bộ XSTK đầu tiên, được đào tạo trong nước tại trường ĐHTH Hà Nội. Thời gian này, bên cạnh việc thực hiện nhiệm vụ nâng cao trình độ chuyên môn như tất cả mọi cán bộ của Phòng Toán, nhóm XSTK đã tham gia một số đề tài ứng dụng Thống kê toán học vào thực tế, như Dùng phương pháp thống kê kiểm tra chất lượng sản phẩm hàng hóa, Xây dựng tiêu chuẩn may đo và Dự báo mưa nhỏ, v.v.

Công tác đào tạo của Phòng cũng được đẩy mạnh, trong các năm này đã có 6 nghiên cứu sinh của Phòng bảo vệ thành công luận văn TS tại Viện Toán học: Nguyễn Văn Toản (ĐH Huế), Cao Văn Nuôi (ĐH Đà Nẵng), Nguyễn Thanh Bình (ĐHSP Thái Nguyên), Trần Trọng Nguyên (ĐHKTQD), Trần QuangVinh (ĐHSPHN) và Nguyễn Thị Thúy Quỳnh (Học viện Tài chính). Phòng cũng tham gia giảng dạy các chuyên đề XSTK cho học viên các khóa cao học tổ chức tại Viện Toán học, đồng thời hướng dẫn trên 35 học viên bảo vệ thành công luận văn thạc sỹ tại Viện. Bên cạnh đó, các cán bộ của Phòng còn tham gia giảng dạy và đào tạo TS, Ths và sinh viên tại các trường ĐHKHTNHN, ĐHSPHN, ĐH Công nghệ, ĐH Huế, ĐH Vinh và tại một số cơ sở nghiên cứu khoa học và đào tạo khác trong cả nước. Phòng đã tham gia tổ chức và chủ trì Hội nghị XSTK toàn quốc lần thứ 2 (Ba Vì 2001), Trường Đông XSTK (Vinh 2003), Hội nghị XSTK toàn quốc lần thứ 3 (Ba Vì 2005) và Hội nghị XSTK toàn quốc lần thứ 4 (Vinh 2010).
Phòng có mối quan hệ rộng rãi với nhiều cơ quan và các trường ĐH trên thế giới, thông qua các hoạt động trao đổi hợp tác và đào tạo của các bộ trong Phòng với đối tác, đồng nghiệp nước ngoài ở Pháp, Mỹ (Tuấn, Thao), Đức (Thu, Công, Đức, Sơn), Nhật (Tuấn, Thu), Ba Lan (Thu, Lưu, Phúc), Thụy Điển (Phúc), Italia và Nga (Công), Canađa, Hà Lan, Đài Loan, Singapor, Malaysia, Indonesia và Thái Lan (Thao).

Tuy trải qua những giai đoạn thăng trầm khác nhau, song Phòng XSTK đã có nhiều đóng góp cho sự nghiệp nghiên cứu, ứng dụng và giảng dạy xác suất và thống kê toán học tại Việt Nam, góp phần nâng cao uy tín và vị thế của những người làm toán nói chung ở trong nước cũng như trên thế giới. Xác suất và Thống kê toán học là những chuyên ngành quan trọng của Toán học, luôn có vai trò thiết yếu đối với sự phát triển chung của khoa học. Trong thời kỳ mới, Phòng XSTK tiếp tục phấn đấu để tăng cường hơn nữa vai trò chuyên môn khoa học của mình trong cộng đồng những người làm toán nói riêng, và trong toàn bộ đời sống kinh tế - xã hội của đất nước nói chung.