Az 1635-ben Nagyszombatban alapított Királyi Magyar Tudományegyetemen - amely 1922-ben PÁZMÁNY PÉTER (PPTE), 1950-benEÖTVÖS LORÁND (ELTE) nevét vette fel- az első kémiai tanszék 1770-ben alakult az orvos-botanikus-kémikus WINTERL JAKAB JÓZSEF vezetésével (1770-1809).

Pestre költözés (1784) után a tanszék a Hatvani (Kossuth Lajos) és Újvilág (Semmelweis) utca sarkán levő bérház első emeletén kapott szűkös elhelyezést. SCHUSTER JÁNOS (orvos-kémikus, 1809-39), SANGALETTI EDE (orvos, 1841-53), majd WERTHEIM THEODOR (szerves kémikus, 1854-60) német nyelven tanítottak. NENDTVICH KÁROLY (analitikai kémikus, 1848-49) működése és magyar nyelvű tanórái a szabadságharc idején rövid epizódnak számítottak. 1850-ben a kémiai tanszék az orvoskarról átkerült a bölcsészettudományi karra.

1860-ban a tanítás nyelve magyar lett, és a kémiai tanszék élére az ifjú THAN KÁROLYt (1860-1908; szervetlen kémia, analitika, elméleti kémia) nevezték ki. 1871-ben az Országúti (Múzeum körúti) Trefort-kertben létrehozta az igen korszerű Vegytani Intézetet. Majd fél évszázados tevékenysége révén ez az intézet lett az akkori kémiai oktatás (bölcsészek, tanárjelöltek, orvosok, gyógyszerészek), valamint a magyar kémiai doktorképzés és tudományos élet központja. Halála után tanítványai vezetésével már három kémiai intézet működött. A Than-féle I. sz. intézetet WINKLER LAJOS örökölte (1909-34, klasszikus kémiai analízis, gyógyszerkémia) a Vegytani Intézet (a mai B-épület) déli szárnyán. Az északi szárnyon az új III. sz. intézet kapott helyet, a hazai fizikai kémiát megalapító BUCHBÖCK GUSZTÁV (1909-35) irányításával. A II. sz. intézet, amely szervezetileg már 1877-ben kivált a Than-intézetből, 1888-ban az A épületbe, 1909-ben az F épületbe költözött. Vezetője ID. LENGYEL BÉLA (1877-1913, szervetlen kémia, analitika), majd BUGARSZKY ISTVÁN (1913-38, fizikai kémia, analitika). Az 1930-as évek második felében a kémiai szakterületen ismét vezetőváltások következtek be, és az addig számozott intézeteket nevesítették.

Az I. sz. intézetből lett a Szerves és Gyógyszerészeti Kémiai Intézet. Az új név tükrözi, hogy SZÉKI TIBOR (1934-49, gyógyszeranalízis, szerves kémiai szintézisek) megszervezte és bevezette a budapesti tudományegyetemen a szerves kémia elméleti és gyakorlati oktatását. Korábban e tárgyat csak KONEK FRIGYES (c. prof. 1908-45) és MAUTHNER NÁNDOR (c. prof. 1911-44) speciális előadásai képviselték. Az elméleti szerves kémiát 1936-ban MÜLLER SÁNDOR (prof. 1943-66) honosította meg az intézetben.

A fizikai-kémiai profilú II. sz. és III. sz. intézetet GRÓH GYULA (1936-50, reakciókinetika, fehérjék vizsgálata) egyesítette Általános Kémiai Intézet néven, 1939-ben az F épületben. A III. sz. intézet üresen maradt helyén, a B épület északi szárnyán alakult meg a Szervetlen és Analitikai Kémiai Intézet. Vezetésére SZEBELLÉDY LÁSZLÓ (1939-44, gógyszerész-analitikss) kapott megbízást, korai halála után őt SCHULEK ELEMÉR (1944-64, gyógyszerész-analitikus) követte az intézet élén. 1943-tól c. ny. rk. tanárkéntMAUCHA REZSÕ, a hidrológia hazai úttörője is bekapcsolódott a tanszék munkájába.

A második világháborút és a kommunista hatalomátvételt követően jelentős szerkezeti változások következtek be a budapesti tudományegyetemen. 1949-ben megalakult a Bölcsészettudományi Kartól (BTK) független Természettudományi Kar (TTK), az orvosok és gyógyszerészek képzését az új Orvostudományi Egyetem (1951) vette át. Átszervezték az intézeteket és újakat létesítettek, ezeket 1953-tól hivatalosan is tanszékeknek neveztek. Egyes tanszékekről eltávolították azokat a professzorokat, akiket politikailag megbízhatatlannak tartottak. A kémiai tanszékek élére fiatal akadémikusokat neveztek ki, és tankönyvírással egybekötött korszerű oktatási tevékenység mellett színvonalas kutatómunkát is elvártak tőlük. (Ebben elődeik egy része elmarasztalható volt.) Hogy mindezt lehetővé tegyék, a tanszékek személyi állományát igen jelentősen kibővítették és megfelelő ellátmányt is biztosítottak. Jellemző adat, hogy az I. sz. Kémiai Intézetben THAN KÁROLYnak 1880 körül mindössze két asszisztense volt, és intézeti utódai közül SZÉKI TIBOR mellett 1940-ben is csak hat tanársegéd (és két altiszt) dolgozott,BRUCKNER GYÕZÕt viszont 1955-ben már 21 oktató (és 20 fő személyzet) segítette. Az MTA ebben az időben az akadémikus tanszékvezetőket akadémiai álláshelyek és tanszéki kutatócsoportok létesítésével támogatta.

A tudományegyetemi vegyészképzésre vonatkozó reformjavaslatot az oktatási minisztérium 1946-ban elfogadta, így a budapesti tudományegyetem már nemcsak kémiatanári diplomát adhatott ki, hanem jogot kapott arra is, hogy egy nyolc féléves (1952-től tíz féléves) kötött tantervre és vizsgarendre támaszkodva vegyészi oklevelet adjon. A tudományos továbbképzést viszont 1951-ben radikálisan átszervezték és az MTA hatáskörébe vonták, új minősítési rendszert vezetve be. A kandidátusi, majd az akadémiai doktori fokozat megszerzése az egyetemen oktatók és kutatók számára kitűzött célként szerepelt. 1956 után azonban visszaállították az egyetemi doktori cím megszerzésének lehetőségét is. Szokássá vált, hogy a docensi kinevezéseket a kandidátusi, a professzori kinevezéseket az akadémiai doktori fokozat eléréséhez kötötték, és a kinevezések szinte automatikussá váltak, utat nyitva a tanszékekeken a multiprofesszoros rendszerhez. Az adjunktusoktól egyetemi doktori cím megszerzését kívánták meg.

A Szerves és Gyógyszerészeti Kémiai Intézet SZÉKI TIBOR nyugdíjazása után Szerves Kémiai Tanszék néven folytatta munkáját BRUCKNER GYÕZÕ vezetésével (1949-70; természetes vegyületek kémiája, peptidkémia). Utódai: KUCSMAN ÁRPÁD (1970-93; kénorganikus kémia), HOLLÓSI MIKLÓS (1993-2006; peptidkémia, kiroptikai spektroszkópia).

A Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék élére SCHULEK ELEMÉR halála után SZABÓ ZOLTÁN GÁBOR került (1965-79; reakciókinetika, katalízis). Utódai: TÖRÖK TIBOR (1979-81; lángspektroszkópia), NAGY FERENC (1981-92; reakciókinetika, katalízis), ORBÁN MIKLÓS (1992-2005; komplexkémia, oszcilláló reakciók). A B épületi tanszékek 1954-ben a BTK elköltözése után megkapták a Trefort-kerti szomszédos C épületet.

Az Általános Kémiai Intézet, új nevén Általános és Szervetlen Kémiai Tanszék vezetője GRÓH GYULA kényszernyugdíjazása utánIFJ. LENGYEL BÉLA lett (1950-66, üvegelektródok, szilíciumkémia). Utódai: CSÁKVÁRI BÉLA (1966-92, elemorganikus kémia),SOHÁR PÁL (1992- 2000, IR és NMR-spektroszkópia, fémorganikus kémia), SZEPES LÁSZLÓ (2000-06, fémorganikus kémia).

Az Általános Kémiai Intézetből 1944-ben a nemzetközi hírnevű kolloidikus, BUZÁGH ALADÁR (1944-62) vezetésével kivált a Kolloidkémiai és Kolloidtechnológiai Tanszék. Utódai: WOLFRAM ERVIN (1962-85, folyadék-szilárd kölcsönhatások), ROHSETZER SÁNDOR (1985-91; külső hatások a kolloid rendszerekre), NAGY MIKLÓS (1991-2004, makromolekulák vizsgálata), CSEMPESZ FERENC (2004-06).

Az Általános Kémiai Intézetnek egy másik osztálya 1949-ben ugyancsak önállósult Fizikai-Kémiai és Radiológiai Tanszék néven, ERDEY-GRÚZ TIBOR irányítása alatt (1949-52, prof. 1972-ig; elektrokémia). Utódai: MINCSEV MIHÁLYNÉ (1952-54), LENGYEL SÁNDOR (1954-65). KISS LÁSZLÓ (1965-93; elektrokémia),KESZEI ERNÕ (1993-2006; reakciókinetika). 1990-től a szervezeti egység neve Fizikai-Kémiai Tanszék. A Kémiai Technológiai Tanszék 1951-ben önállósult, és az Általános és Szervetlen Kémiai Intézettel együtt a BTK által kiürített Múzeum körúti főépületbe költözött. 1996-tól Kémiai Technológiai és Környezetvédelmi Tanszék néven, majd ZOMBORI PÉTER);MTA AEKI Kondenzált Anyagok Kihelyezett Laboratóriuma (vezető: SCHILLER RÓBERT majd JANCSÓ GÁBOR); MTA-ELTE Spektroszkópiai Szerkezetkutató Csoport (vezető: SOHÁR PÁL); MTA Környezetvédelmi Kutatócsoport (vezető: ZÁRAY GYULA). MTA Nukleáris Szerkezetvizsgáló Tanszéki Kutatócsoport (vezető: VÉRTES ATTILA); MTA Peptidkémiai Kutatócsoport (vezető: BRUCKNER GYÕZÕ 1960-72, KUCSMAN ÁRPÁD 1970-90. MEDZIHRADSZKY KÁLMÁN 1990-99, HUDECZ FERENC 1999-től).

1993-ban megalakult az ELTE doktori iskolája, amely PhD tudományos minősítés adományozására jogosult. Ebben a kémiai program (vezető: CSÁKVÁRI BÉLA, 1993, INZELT GYÖRGY, 1998) három alprogramból tevődött össze. 2000 óta a hároméves doktorképzés a Kémiai Doktori Iskola keretein belül történik (vezető: INZELT GYÖRGY), három program szerint: 1. Szintetikus kémia, anyagtudomány, biomolekuláris kémia (vezető: HORVÁTH ISTVÁN TAMÁS, majd 2009-től PERCZEL ANDRÁS); 2. Elméleti és fizikai kémia, anyagszerkezeti kutatás (vezető SURJÁN PÉTER); 3. Analitikai, kolloid- és környezetkémia, elektrokémia (vezető: ZÁRAY GYULA). 

A Trefort-kertben szétszórt, helyhiánnyal küszködő kémiai tanszékek régi közös törekvése volt az átköltözés egy újonnan felépítendő lágymányosi többemeletes nagy épületbe, amely közös könyvtár és műszerpark létesítését, a részlegek jobb együttműködését és számos közös feladat racionális megoldását ígérte. Az integrációt előkészítendő alakult meg a Vegyész Szakbizottság (vezető: WOLFRAM ERVIN, 1970-75; MEDZIHRADSZKY KÁLMÁN, 1975-83), majd 1983-ban hat kémiai tanszék, három laboratórium és két MTA-ELTE tanszéki kutatócsoport egy laza szervezetté, a Kémiai Tanszékcsoporttá egyesült (vezető. CSÁKVÁRI BÉLA, 1983-85; KÕRÖS ENDRE, 1985-89; MEDZIHRADSZKY KÁLMÁN, 1989-93; LÉVAY BÉLA, 1993-99; INZELT GYÖRGY, 1999-2006). A Lágymányosra való költözés (1990) után az integrációt 2006-ban a Kémiai Intézet megalakulása tette teljessé.

Ezek után fontos állomás volt, hogy a Kémiai Intézet 2008-ban megszerezte az EUROBACHELOR és EUROMASTER akkreditációkat. A bolognai rendszer bevezetését követően idén, 2009-ben indulnak először MSc szakok az intézetben. A megalakult Kémiai Intézet első igazgatója 2006-ban SZALAY PÉTER egyetemi tanár lett. Mandátumának lejárta után átmenetileg KESZEI ERNŐ egyetemi tanár vezette az intézetet, majd 2008-tól SURJÁN PÉTER egyetemi tanár lett az igazgató. SURJÁN PÉTER dékánná kinevezése után (2012) HOMONNAY ZOLTÁN egyetemi tanár, majd (2015-től) TURÁNYI TAMÁS egyetemi tanár vállalták az intézetigazgatói megbízatást. 2017-től SZALAI ISTVÁN egyetemi tanár vezeti az intézetet.