تعتبر كلية العلوم بجامعة الملك خالد امتداداً لكلية التربية بجامعة الملك سعود فرع أبها و التي أنشئت في 16–01–1396هـ بناءً على توصية اللجنة العليا لسياسة التعليم في المملكة برئاسة صاحب السمو الملكي الأمير سلطان بن عبد العزيز (رحمه الله). بدأت كلية التربية آنذاك بقسمي الدراسات العلمية و الدراسات الإنسانية. لقد كان قسم الدراسات العلمية النواة الحقيقية لكلية العلوم حالياً حيث كان يضم برنامجي بكالوريوس الأحياء و الفيزياء. تم تخريج الدفعة الأولى من هذين البرنامجين في العام 1400–1401هـ. في العام 1397هـ تم استحداث برنامجي الرياضيات و الكيمياء بالإضافة إلى البرنامجين السابقين بكلية التربية. لقد تخرجت الدفعة الأولى في برنامجي الكيمياء والرياضيات في عام 1401–1402هـ، ثم تطورت هذه البرامج إلى أربعة أقسام أكاديمية مستقلة ضمن كلية التربية.
أعلن خادم الحرمين الشريفين الملك عبد الله بن عبد العزيز (رحمه الله) - عندما كان ولياً للعهد - قيام جامعة الملك خالد في 09–01–1419هـ، حيث تم دمج فرعي جامعة الإمام محمد بن سعود الإسلامية و جامعة الملك سعود في المنطقة الجنوبية. ثم صدرت الموافقة السامية في 14–03–1420هـ على الهيكل الأكاديمي للجامعة من كليات ومعاهد و عمادات مساندة في شكلها الجديد، و من ضمنها كلية العلوم و التي اشتملت على أقسام الأحياء و الكيمياء و الرياضيات و الفيزياء. و تضم كلية العلوم الحالية كذلك عددا من المراكز و الوحدات البحثية و التعليمية.