Nel trentennio che precede l'unità d'Italia, un argine alle chiusure localistiche venne dai Congressi degli scienziati, che si tennero con periodicità annuale dal 1839 al 1848. I congressi, a cui parteciparono non solo scienziati italiani, ma anche importanti rappresentanti della scienza europea, tra cui i matematici Babbage e Jacobi, furono un'occasione per mantenere aperto il dialogo internazionale. Il biennio 1848-49 è segnato da un forte impegno patriottico degli scienziati. Ottaviano Fabrizio Mossotti comandò nella battaglia di Curtatone e Montanara (29 maggio 1848), alla quale parteciparono i suoi allievi Riccardo Felici ed Enrico Betti, Francesco Brioschi prese parte alle Cinque Giornate di Milano, Luigi Cremona alla difesa della Repubblica di Venezia, Silvestro Gherardi fu deputato e sottosegretario all'Istruzione Pubblica della Repubblica Romana (1849). Parteciparono ai moti rivoluzionari nelle loro città, e lo pagarono con l'esilio o con la perdita dell'impiego pubblico, Angelo Genocchi a Piacenza, Gilberto Govi a Mantova, Giuseppe Battaglini a Napoli, Carlo Conti a Padova.

Verso il 1850 cominciò a emergere una nuova generazione di matematici, tra cui spiccano i nomi di Brioschi e Betti. Mossi dalla consapevolezza che il rinnovamento poteva venire solo in ambito europeo, essi promossero la formazione di un gruppo di matematici che avrebbero portato la matematica italiana ai massimi livelli mai raggiunti dai tempi di Galileo. Con Brioschi a Pavia si formarono Casorati, Cremona e Beltrami, con Betti nella rinnovata Scuola Normale di Pisa un gruppo numerosissimo di matematici di assoluto valore, tra i quali primeggiano Dini e Volterra. Un terzo centro di eccellenza è Torino, dove da un lato fioriscono gli studi di analisi e poi di logica di Peano e della sua scuola, e dall'altro, sotto la guida di Corrado Segre, si forma un gruppo di geometri, Castelnuovo, Enriques, Severi, che daranno vita alla scuola italiana di geometria algebrica. Gli anni che vanno dal 1860 al 1910 sono tra i più entusiasmanti per la matematica italiana, che entra a pieno titolo tra le scuole d'avanguardia in Europa.

Nel primo dopoguerra, tutte le scuole che avevano segnato la stagione della matematica in Italia vanno perdendo di rilievo, mentre emergono quelle di Roma e in misura minore di Bologna. Siamo però già in una situazione discendente, che continuerà fino al secondo dopoguerra, anche se non mancano importanti successi. La politica culturale del fascismo accentuerà questo processo di involuzione, emarginando progressivamente e in modo sempre più deciso ogni voce autonoma. Vito Volterra, che rifiutò di pronunciare il giuramento di fedeltà al regime, viene espulso dall'Università nel 1932. Nel 1938, a seguito delle leggi sulla difesa della razza, i professori ebrei vengono privati della cattedra. Dopo la guerra, alla riconquistata libertà non corrisponde una vera discontinuità con il periodo precedente. Bisognerà attendere la promozione accademica di parte della nuova generazione per un primo significativo rinnovamento nella comunità matematica.