上海交通大學化學化工學院前身是1928年成立的交通大學化學系，當時隸屬于交大自然科學學院，徐名材教授任第一任系主任。1937年日本侵華上海淪陷，化學系一部隨交通大學西遷重慶，其余大部遷入法租界繼續辦學，于1942年太平洋戰爭爆發后一度停辦。1945年抗戰勝利，交通大學搬回上海，化學系重建。1946年，化學工程系成立，蘇元復教授任首任系主任。基礎研究和應用研究同步發展。之后幾年，化學系又增設了有機化學實驗室、生物學實驗室，學科發展更為全面。交大化學、化工在此期間蓬勃發展，蘇元復、顧翼東、曾昭掄、張大煜、吳學周等多位學術大師都曾先后在交大化學系和化工系工作過，培養了錢保功、徐光憲、高小霞、徐曉白、何祚庥、王方定、吳承康、毛用澤、韋潛光、王景堂、徐如人、胡英、關興亞等一批中國科學院和工程院院士，為新中國建設做出了卓越貢獻。

1952年，全國高等教育模仿蘇聯辦學開始院系調整，交通大學化學系全部調往復旦大學，化學工程系全部調出與其他學校化工力量結合創辦了華東化工學院（現華東理工大學）。1955年，交通大學再次響應國家號召開始西遷，剛在院系調整后恢復成立不久的化學教研室又隨學校主體遷往西安，成為日后成立的西安交通大學基礎學科的重要支柱。1956年，上海交大再次重建化學教研室，交大化學在經歷了五年多的重大變遷后，至此又開始了一個全新的起點。1957年，物化分析教研室成立，此后二十余年，上海交通大學的化學學科在動蕩中逐步恢復和發展，直至改革開放后，迎來了又一次快速發展的歷史進程。1979年5月，上海交通大學整合化學教研室、物化分析教研室和高分子材料研究室三支辦學力量，正式成立應用化學系，并于同年成立電化學教研室。1984年，應用化學系成立了環境科學與工程研究室和生物科學與技術研究所，并招收環境化工專業和分子生物學專業研究生，此舉奠定了兩個新興學科（現環境科學與工程學院、生命科學與技術學院）在交大的迅速發展，展現出交大化學人敢為人先的遠見與睿智。1979至1997年，應用化學系的學科布局、科研結構以及人才培養等各方面得到了充分發展，化工學科也逐步得以恢復重建。在此背景下，上海交通大學化學化工學院于1997年正式成立。

學院現設化學系、化學工程與技術系和高分子科學與工程系三個系，以及高分子材料研究所、精細化工研究所、流變學研究所、手性化學與技術研究所、電化學工程與技術研究所、平野材料創新研究所和動力電池材料研究所和上海交通大學-日立化成研究開發中心等研究所（中心），還設有分析測試中心和基礎教學實驗中心。建有“金屬基復合材料”國家重點實驗室，“電氣絕緣與熱老化”上海市重點實驗室，“電化學能源器件”上海市工程技術研究中心，“功能材料組裝”上海高校重點實驗室，“電化學能源系統及應用”上海高校工程研究中心，并與企業共同建設“聚烯烴催化技術與高性能材料”國家重點實驗室，“含氟功能膜材料”國家重點實驗室，以及“煉焦煤資源開發及綜合利用”國家重點實驗室，上海市手性藥物分子工程重點實驗室。學院的學科布局完整，擁有化學一級學科博士后流動站，化學一級學科博士點和應用化學二級學科博士點，化學、化學工程與技術兩個一級學科碩士點，化學工程領域工程碩士點，以及化學和化學工程兩個本科招生專業，高分子化學與物理是上海市重點學科。

學院現有專職教師及研究人員136名，其中90%以上具有博士學歷，80%以上具有海外學歷或研修經歷；中國科學院院士3名，雙聘院士2名，中組部千人計劃講座教授1名，國家973計劃首席科學家1名，教育部創新團隊1個，教育部長江學者特聘教授4名，國家杰出青年科學基金獲得者12名，何梁何利獎獲得者3名。

學院擁有逾二萬平方米的實驗大樓和近8000萬元的儀器設備，為教學與科學研究提供了優越的實驗條件和基地。目前，學院擁有高分辨透射電鏡和掃描電鏡、紅外光譜儀、紫外光譜儀、熒光與分光光度計、凝膠滲透色譜儀、示差掃描量熱儀、動態熱機械分析儀、熱重分析儀、核磁共振波譜儀、高效液相色譜儀、毛細管流變儀、旋轉流變儀、各種高分子性能測試設備、電化學綜合測試儀、微化工反應設備、超臨界分離等先進儀器設備。

學院主要研究方向：無機合成與制備化學，材料化學，無機納米材料及手性介孔材料，超分子化學，金屬有機化學，手性配體的合成及不對稱催化反應，生物分析化學與代謝化學，分子模擬與計算化學，重原子體系的量子化學方法與應用，密度泛函理論的方法與應用，高分子自組裝，光、電、磁、醫等各種功能高分子材料的合成與應用，聚合物流變學，橡塑加工與制品，高分子復合材料，高分子反應加工改性等，電化學工程與儲能電池技術，催化反應工程和新能源化工，精細化學品的合成，綠色化學工藝，金屬防腐與防護技術開發，環境保護和綜合利用等。

學院堅持理工交叉、基礎與應用并重的發展理念，在人才培養、基礎理論和工程技術研究領域不斷取得佳績。上海交通大學化學學科進入ESI全球前1‰學科行列；化學和化學工程與技術兩學科，均進入QS全球TOP100。在超支化聚合物的可控制備和自組裝、手性化學和光電轉化材料等領域產生了一批具有國際影響的研究成果，分別在“SCIENCE”和“NATURE”期刊上發表了上海交大首篇學術論文，并獲得國家自然科學二等獎；氯堿用含氟離子分離膜關鍵技術成功攻克了困擾我國多年的工業難題，獲國家技術發明二等獎。學院開設的《大學化學》、《有機化學》等課程先后獲國家及上海市精品課程，培養的學生獲得了全國優博論文3篇，全國優博論文提名7篇，以及系列學生科技活動獎項。有三名畢業生分獲國際純粹及應用化學聯合會青年化學家獎。近年，學院年均在J.Am.Chem.Soc.、Angew.Chem.Int.Ed.等國際權威期刊上發表SCI學術論文200余篇，學院年均獲得科研經費近億元。

歷任系主任和院長分別為徐名材、潘承圻、陸寶淦、沈溯明、梁普、裘維裕、蘇元復、孫璧媃、徐祥銘、唐小真、印杰、路慶華、陳接勝、朱新遠、涂永強。