物理学科学部卒です。
結論から言うと、最大手の研究職以外なら内定は可能です。
自分はメーカーとインフラ業界の技術系総合職の複数から内定をいただきました。
質問者さんのおっしゃる通り、専攻や研究分野では勝てません。なので、専攻に直結している分野での研究職は厳しい戦いになります(不可能とは言っていません)。また、論理的思考力もアピール材料になりません。下手な理数系の学生より文系東大卒のほうが論理的思考力が高いです。
質問者さんは、「理系就職は入社してすぐ現場の仕事にそのまま使えるスキル・経験があるということが志望動機の核である」と思っているため、スキルや知識も直結している工学や情報系に勝ち目がないと考えているのではないでしょうか。
しかし、研究職でない限り高度な専門知識や即戦力は求められません。専攻と業務知識が完全に一致している人のほうが少ないため、少なからず入社後に勉強が必用です。また、大手になればなるほど研修が充実しているため、専攻内容はあまり重視していません。高度な専門知識は必要ないコンサルやSE、技術職(技術系総合職)だと案外内定は貰えます。
じゃあ、どうすればよいのかということですが、攻め方を変えます。
専攻で勝てないのであれば、最低限の知識はあるということを前提に過去の経験や思いを志望動機にして、熱意を伝えるのです。
「過去に災害を経験し、将来はインフラに就きたいと考えた。電磁気学の知識は最低限ある」「幼少期住んでいた場所が地方だったため、ITの力を使って地方創生をしたいと考えた。プログラミングの知識は最低限ある」などのように、過去の経験を通して入社してやりたいことや会社に対する思いを主軸にして志望動機を組み立てます。言ってしまえば文系就職のやり方に近いです。
「なんで専攻に合致していないうちに応募したの?」と聞かれた場合、「専攻に沿った職種より、振り返って過去に抱いていた思いを実現したいと考えた。学部選択のときはまだ将来について考えておらず、興味がある分野を志望した」みたいなことを言っておけば大丈夫です。
「仮に内定を貰ったとしてもその後入社してやっていけるかも不安」という問いに対しては何とも言えません。入社後は努力と気持ち次第で輝きもしますし腐りもしますしね。
が、それは内定後に考えることであり、就活前に考えることではありません。とにかく今は内定がゴールで、内定を取ってから悩むことをお勧めします。
その気持ちが心にあると態度に出てしまいますし、面接官の人に悟られかねません。「私はそれなりに知識があります!入社後は死ぬ気で頑張って追い越します!」くらいの自信と気概で就活に臨んでほしいです。
長文失礼しました。頑張ってください!