1983年创刊，定位内部刊物，1983—1993年为半年刊，1993年后为季刊，1999年国内外公开发行，目前已经出版30卷95期。2002年刊物的开本由原来的16开扩大为A4幅面，2004年增加了一个印张，2007年增加到128页，内页为80g双胶纸。为了适应数字化出版的要求，在管理手段上实现了电脑无纸化操作，编辑部采用了采编系统，大大提高了编辑的工作效率，同时也方便了作者的投稿及编辑与作者之间的沟通和交流。学报网站被中国高校科技期刊研究会评为优秀网站。为了进一步提高工作效率，使编辑工作有章可循， 2011年底修订了《沈阳师范大学学报（自然科学版）编辑工作流程》，达到了编辑工作的规范化并且适应采编系统下的编辑出版工作。

重视期刊编校质量的同时，责任编辑对所刊发文章的学术质量认真把关，对所有稿件做到编辑初审、专家外审、主编终审的三审制度，在编辑初审阶段对文章进行学术不端检测，杜绝了发表论文出现学术不端问题现象的出现。国内外公开发行10多年来，学报发展迅速，学术质量、编辑质量、印刷质量不断提高，各项统计指标不断刷新。2011年底由中国知网发布的《中国学术期刊影响因子年报（自然科学与工程技术）》中，学报的复合影响因子达到0.732，在全国430种综合性科学技术期刊中排名为52，在师范类院校中排名为第5；在辽宁省排名仅次于《东北大学学报（自然科学版）》，排名为第2。影响因子不到10年的时间由2003年的0.00213提高了近400倍。

多年来，《沈阳师范大学学报（自然科学版）》获得了令人欣喜的进步和成绩。《沈阳师范大学学报（自然科学版）》入选多家核心期刊阵列。2009年、2010年、2017—2019年入选中国科技核心期刊，2016年入选《科学引文数据库（SCD）》，2018年入选“RCCSE中国核心学术期刊”。《沈阳师范大学学报（自然科学版）》获得了国家级、省级、学会等评选机构的多个奖项和荣誉称号。2009年获得教育部科技司颁发的“优秀编辑出版质量奖”，2011年，自然版编辑部被教育部科技司评为中国高校科技期刊“优秀团队”， 2010年、2013年，获得教育部科技司“中国高校特色科技期刊”称号，2010年、2011年、2012年和2013年、2014年、2016年分别获得教育部科技发展中心“中国科技论文在线优秀期刊”二等奖、一等奖、二等奖、二等奖、一等奖。2010年至今，蝉联辽宁省一级期刊。2004年，获得辽宁省教育厅评选的“辽宁省优秀科技期刊编辑部”称号，同年获得中国高校科技期刊研究会评选的“高校特色科技期刊”称号。2011年、2012年和2013年，《沈阳师范大学学报（自然科学版）》被中国高校科技期刊研究会评为优秀网站，2013年，被中国高校科技期刊研究会授予“高校学科建设贡献奖”。《沈阳师范大学学报（自然科学版）》被国内外多家著名数据库收录。包括美国《化学文摘》、德国《数学文摘》、俄罗斯《文摘杂志》、波兰《哥白尼索引》、美国《剑桥科学文摘》、英国《动物学记录》、美国《乌利希斯期刊指南》、《中国学术期刊（光盘版）》、“中国期刊网”、“中国科技论文在线”、《中国学术期刊综合评价数据库》、“万方数据资源系统数字化期刊群”等。