Отдел образован в 1994 г. В Отделе работают член-корреспондент РАН Б.А.Севастьянов, доктора физико-математических наук В.А.Ватутин, А.М.Зубков, В.Ф.Колчин, В.Г.Михайлов, В.Е.Тараканов, В.П.Чистяков. Получены важные результаты для различных характеристик критических ветвящихся процессов. Разрабатываются методы исследования сумм зависимых индикаторов, применяемые для изучения свойств процессов размещения частиц по ячейкам, случайных графов, систем уравнений над конечными полями. Решен ряд задач комбинаторной теории графов.