计算机软件与理论学科于1990年被批准为硕士学位授权点，1998年获博士学位授予权。2011年获批软件工程一级博士学位授权点，2012年学科评估排名第7，2016年排名A-，入选双一流计算机学科建设群。软件工程专业2017年通过工程教育专业认证，2019年获批国家一流专业。
主要研究方向包括：软件服务工程、智能软件工程、软件系统虚拟仿真、新型操作系统、大数据驱动的大服务理论及智慧应用、机器学习与AI、AIoT+AIoS等，成果广泛应用于现代服务业、航天国防、智慧教育等领域，积累了较高的社会声誉。
目前承担国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、国防科工委及省部级科研项目50余项。近10年来，共完成重要科研项目100多项。在国内外学术期刊和会议上发表论文400余篇，获国家发明专利授权30余项，软件著作权80余项。出版专著、教材20部。
学科和专业带头人徐晓飞教授是哈工大副校长、教育部软工教指委副主任，教育部产学合作协同育人专家组组长。拥有战德臣、苏小红两位黑龙江省教学名师和一大批年轻优秀师资。
徐晓飞教授获得2019年IEEE TCSVC Outstanding Leadership Award（IEEE服务计算技术委员会卓越领导力奖）。作为CCF服务计算专委会主任，徐晓飞教授推动CCF服务计算专委会与IEEE TCSVC开展深度合作，带领中国服务计算领域的科研人员在国际舞台上展示风采、持续发出声音，形成了显著的国际学术影响力。
图：徐晓飞教授获得IEEE服务计算技术委员会卓越领导力奖
软件工程学科的研究方向
（1）互联网服务计算：开展面向服务互联网的理论与技术研究，包括：服务计算理论与方法(例如大数据环境下的大服务理论、面向大规模协同制造的服务工程理论)、服务网络与服务生态、服务自适应与自演化、服务组合与服务协同、服务推荐、业务分析与优化等。
（2）智能软件工程：将人工智能赋能软件工程，以高效地构建高质量软件为目标，研究软件缺陷检测及预测、安全漏洞挖掘、错误定位、软件修正、代码搜索/推荐/问答、软件维护等相关理论和技术。
（3）软件系统虚拟仿真：面向航空、航天、国防、交通运输、医疗等领域安全关键的系统，研究软件工程基础理论和形式化软件验证与测试理论，包括：基于需求与设计的软件验证与测试、嵌入式代码验证、源代码分析和测试等。
（4）系统软件及操作系统：包括IoT物理信息系统、云边端融合的物联网OS、基于5G的人工智能OS、高可靠确定性OS理论、技术与工程工具等。
（5）大数据驱动的大服务理论及智慧应用：围绕大数据的多源异构信息获取、存储、处理、挖掘和应用开展基础研究、核心技术研发，开展多领域知识驱动的大数据智慧服务技术及应用，包括：基于复杂异构数据的个性化推荐技术及应用、网络媒体大数据智能挖掘与服务技术、时空大数据分析与应用技`术、金融大数据分析与挖掘技术、群智化、生态化、服务化融合软件开发技术等。
（6）领域软件工程：面向特定领域与行业，研究软件工程理论与技术，研发多边资源整合型云服务平台、各领域智慧服务软件系统。领域包括：健康医疗、养老、网络化制造、物流、教育、金融、科技、航空航天等。