З дня заснування Харківського Технологічного інституту в 1885 р загальноосвітні відділи хімії були представлені однією кафедрою хімії, в яку входили лабораторії неорганічної, органічної і аналітичної хімії.
До 1912 р кафедру очолював учень Н. Н. Бекетова професор Іван Павлович Осипов (1855 -1918 рр.).
Проф. І. П. Осипов – відомий вчений в галузі неорганічної та органічної хімії. Основні наукові дослідження його були присвячені вивченню впливу будови органічних і неорганічних сполук на термодинаміку хімічних процесів. Ним опубліковано понад 50 наукових праць, а також ряд навчальних посібників з хімії. 27 років (з 1891 по1918 рр.). І. П. Осипов очолював фізико-хімічне товариство.
З 1912 по 1929 р завідувачем кафедри був професор Олександр Миколайович Щукарьов (1864 – 1936), відомий фізико – хімік в області дослідження термохімічних процесів горіння, розчинення і синтезу сполук.
Основні праці проф.О. М. Щукарьова, присвячені кінетиці і термодинаміці, термохімії і електрохімії, теорії розчинів. Ним запропоновано рівняння кінетики дослідження твердих тіл. Він також досліджував критичні явища в газоподібних і рідких системах. О. М. Щукарьов виховав велику групу вітчизняних термохіміков. Підготував і опублікував понад 70 наукових робіт.
До недавнього часу професор Олександр Щукарьов був відомий тільки як видатний хімік, один із засновників термохімії, винайдені пристрої і методи розрахунків якого застосовуються до сих пір. Тепер його ім’я потрапило в підручники з історії інформаційних технологій, як творця «машини логічного мислення» – однієї з перших в світі електричних логічних машин з демонстрацією висновків безпосередньо на екран, що було прообразом сучасного дисплея.
У той час професор А.Н. Соків, дуже позитивно сприйнявши розробку Щукарьова, написав в статті «Розумова машина»: «Якщо ми маємо арифмометри, якi додають, віднімають, множать мільйонні числа поворотом важеля, то, очевидно, настав час мати логічну машину, здатну робити логічні висновки одним натисканням відповідних клавіш. Це збереже масу часу, залишивши людині область творчості, гіпотез, фантазії, натхнення – душу життя».
У 1918 р. кафедра хімії розділилася на кафедри неорганічної, органічної, аналітичної і фізичної хімії. З 1925 р. кафедри неорганічної та аналітичної хімії об’єдналися в одну кафедру.
У 1930 р. при організації Хіміко-технологічного інституту кафедра неорганічної та аналітичної хімії продовжувала свою роботу в колишньому складі аж до 1948 р. Згодом при організації в 1948 р. Політехнічного інституту кафедра неорганічної хімії злилася з кафедрою загальної хімії.
З 1930 по 1941р. керівником кафедри був професор Гундер Олександр Йосипович (1886 – 1941).
Його наукова діяльність була пов’язана з аналітичної хімією, а також з галуззю кінетики етерифікації органічних сполук. Перші його роботи були присвячені електроаналізу наведених розчинів. Науковий інтерес до цього напрямку, а саме до фізико-хімічних методів аналізу і до аналітичної хімії червоною ниткою пройшов через всю його життя. Ним сконструйовані прилади для електроаналіза, очищення води, аналізу грунтів і ін., а також побудована і організована лабораторія фізико-хімічних методів аналізу. Запропоновані ним методи не тільки увійшли в навчальний процес, а й стали широко використовуватися на промислових підприємствах: аналізи води – для парових котлів електростанцій, уніфікований ним метод лабораторного дослідження палива – в заводських лабораторіях коксохімічних заводів, розроблений метод визначення теплотворної здатності палива, моніторинг та очищення води – в котельному господарстві. Широко увійшли в заводську лабораторну практику апарат для контролю і очищення води, штатив з обертовим електродом для електролізу, калориметрична установка, автоматичний паяльний стіл для прожарювання і ін. Для підвищення продуктивності праці також були сконструйовані спеціальні пристосування, такі як стіл для фільтрування 20-и зразків , пересувний ексикатор для транспортування одночасно 100 зразків і т.д. Була впроваджена технологія отримання елементарної сірки з газових диссоціатів, сконструйований світловий контролер для стеження за справністю електричних установок. За результатами досліджень було створено новий навчальний курс. Почавши в 1911 році асистентом лабораторії кількісного аналізу, він тридцять років життя присвятив організації та вдосконаленню навчального процесу і вихованню інженерів-хіміків для хімічної промисловості, яка саме того часу виникла та активно розвивалась. А. І. Гундер вів активну організаційну і громадську роботу. У 1930 – 1931 рр. він був помічником директора з навчальної частини і налагоджував навчальну роботу хіміко-технологічного інституту, а з 1935 по 1939 рр. – деканом загальнотехнічного факультету Харківського хіміко-технологічного інституту. У різний час А. І. Гундера запрошували на роботу за сумісництвом в інші навчальні заклади для організації кафедр хімії. Такі кафедри були створені в Харківському інженерно-технологічному та електротехнічному інституті, в Військово-господарської академії, в Промисловій академії. В інституті він створив унікальну лабораторію фізико-хімічних методів аналізу, до складу якої увійшли спектроскопічний, мікрохімічний і рентгенівський кабінети. А. І. Гундер був блискучим лектором і методистом, активним популяризатором хімічних знань. Одним з перших вітчизняних учених він був нагороджений знаком “Відмінник хімічної промисловості”. На початку Великої Вітчизняної війни професор А. І. Гундер був призначений командиром загону протиповітряної оборони і загинув в 1941 р, скидаючи запалювальні бомби з криші хімічного корпусу.
З 1941 по 1951 р кафедру очолював професор Юрій Васильович Коршун (1870-1951), відомий фахівець в області аналітичної хімії, синтезу і спектрографічних досліджень різних піррольних похідних.
Саме в ці роки на кафедрі з’явилися нові напрямки наукових досліджень і створився колектив, який виконував їх. Так, наприклад, Ю. В. Коршун проводив велику дослідницьку роботу по синтезу і вивченню структури пиррола і його похідних разом з співробітниками кафедри проф. Ролл К. В., доц. Бугаєм П. М. Вони широко використовували в роботі нові фізико-хімічні методи, а спектрографічний метод дослідження був успішно застосований ними для вивчення інших гетероциклічних похідних. Роботи проф. Коршуна Ю.В. відображені в більш, ніж 70 наукових статтях, присвячених фізико-хімічного аналізу та органічній хімії. Крім того, на кафедрі плідно працювали: професор Л. М. Майер – фахівець в області вуглехімії і проф. К. В. Ролл (1877 – 1958), яка досліджувала проблеми горіння та теплоти утворення похідних амінопірролов. Доц. П. М. Бугай, учень Ю. В. Коршуна, також успішно працював в галузі досліджень структури і похідних ароматичних амінів, після смерті Ю. В. Коршуна очолив з 1951 р. кафедру. У ці роки на кафедрі працювали 3 професори, 4 доценти і 5 асистентів.
За час завідування кафедрою проф.Бугаем Петром Марковичем (1951-1975 рр.) колектив кафедри збільшився до 45 співробітників.
Розширилася і тематика науково-дослідної роботи. Основними напрямками наукової діяльності на той час були: дослідження структури, кольоровості і хімічних властивостей ароматичних амінів і їх похідних в різних середовищах спектрографічним і фізико-хімічними методами, всебічне вивчення процесу окислення сірчистих гетероциклічних та ароматичних вуглеводнів, дослідження фізико-хімічних властивостей поліфосфорних кислот. Проводилися також роботи по отриманню рідких комплексних добрив на основі поліфосфорних кислот. Щорічно на кафедрі навчалося 2200-2300 студентів денного і вечірнього відділень хімічних і нехімічних спеціальностей, тому на кафедрі проводилась велика навчальна і методичним робота.
Під керівництвом професора Віктора Івановича Шагайденко, який завідував кафедрою з 1975 по 1986 рік, істотно змінилися наукові напрямки діяльності колективу кафедри. Наукові дослідження, в основному, були спрямовані на створення нових технологічних процесів, а також на вдосконалення протикорозійного захисту конструкційних матеріалів. Науково-дослідні роботи того часу були орієнтовані на виробництво. Одним з напрямків наукової діяльності кафедри стали дослідження за прогнозом і попередженням солеутворення при видобутку природного газу і видалення рідини з газових і газоконденсатних родовищ Харківської та Полтавської області. Для продовження термінів експлуатації скрубберів на металургійних заводах вивчалася корозійна стійкість вуглецевої сталі. Дослідженню корозійних процесів і методів інгібіторного захисту нафтопромислового обладнання також був присвячений ряд науково-дослідних робіт, результати яких були впроваджені на Шебелинському і Охтирському родовищах. На кафедрі також були розгорнуті роботи з хімічних засобів попередження ускладнень при видобутку природного газу, пов’язані з відкладенням неорганічних солей в насосно-компресорних трубах і затрубному просторі. В цей час на кафедру приходить д.т.н., проф. Юрій Васильович Бірюков, автор понад 100 наукових праць, серед яких 3 монографії, 14 авторських свідоцтв на винаходи, розробник оригінального методу визначення якості вугілля. Його наукова діяльність була спрямована на вивчення структури вугілля, розробку наукових основ створення вугільних шихт для коксування. Центрифуги, придумані Ю. В. Бірюковим, встановлені в лабораторіях багатьох коксохімічних заводів України і Росії, науково-дослідних і навчальних інститутах, де вони використовуються для вирішення практичних і теоретичних проблем, пов’язаних з переробкою вугілля.
З 1986 по 1996 р кафедру очолив професор В’ячеслав Васильович Кутовий, автор 120 наукових публікацій, в тому числі двох монографій, 20 авторських свідоцтв, фахівець в області технології неорганічних речовин, зокрема технології виробництва концентрованої азотної кислоти. Основними напрямками науково-дослідної роботи в ті роки були: уніфікація методів лабораторних досліджень палива; розробка методів корозійного захисту нафтогазового обладнання; дослідження гетерокаталітіческіх процесів; прогнозування корозійного руйнування металів, протикорозійного захисту матеріалів, електрохімічного синтезу матеріалів з запрограмованими властивостями.
З 1996 по 2022 рік року кафедрою керував проф. Булавін Віктор Іванович.
Неоціненний вклад внесла у розвиток навчального та наукового потенціалу кафедри доктор технічних наук, професор Ведь Марина Віталіївна (1961-2021).
За свої важливі наукові результати в галузі технологій формування конверсійних і композиційних покриттів для зміцнення поверхні виробів Марина Ведь була відзначена золотими медалями міжнародного конкурсу винаходів та інновацій «Новий час» у 2007 та 2010 рр. Також вчена вела плідну наукову роботу, що спрямована на розвиток і підвищення боєздатності Збройних сил України, свідчення чого — дипломи переможця конкурсів наукових розробок Міністерства оборони України в 2013, 2016 і 2017 рр. Марина Віталіївна входила до складу двох спеціалізованих вчених рад із захисту докторських і кандидатських дисертацій в НТУ «ХПІ» та «УДХТУ» (м. Дніпро), була членом наукової ради НАН України з проблеми «електрохімія», брала участь в організації професійних наукових форумів. У 2014 р — переможець обласного конкурсу «Вища школа Харківщини — кращі імена» в номінації «Викладач фундаментальних дисциплін». У 2016 році як запрошений професор М.В. Ведь викладала курс лекцій з наноматеріалознавства в Казахському національному університеті імені Аль-Фарабі (м. Алмати). Марина Віталіївна була делегатом від України робочої групи з електрохімічної інженерії, яка входить до складу Європейської федерації хімічної інженерії. Професор Ведь — рецензент визнаних журналів «Corrosion Science», «Surface and Coating Technology». За заслуги перед українським народом у 2018 році була нагороджена Грамотою Верховної Ради України, Почесною грамотою Харківської обласної державної адміністрації та нагрудними знаками за вагомий особистий внесок у реалізацію завдань сучасної державної політики в галузі освіти, сумлінну працю, високий рівень професійної майстерності. Вона стала лауреатом Національної премії України імені Бориса Патона 2021 року від ХПІ за роботу «Електрохімія функціональних матеріалів та систем». Марина Ведь стала першою жінкою-вченою харківського Політеху, якій присудили Державну премію в галузі науки і техніки. На рахунку Марини Віталіївни 800 науково-педагогічних праць: більше 350 статей, 12 підручників, серед яких три англомовні, навчальні посібники, 13 монографій, що видані в Україні та за її межами, 90 авторських свідоцтв і патентів. Як науковий керівник підготувала п’ять кандидатів наук і двох докторів наук.
В останні десятиліття колектив кафедри, в основному, працював над створенням нових технологічних процесів. Основні напрямки роботи: свердловини, паливо, електрохімія, уніфікація методів лабораторного дослідження палива, його теплотворної здатності, об’ємне і поверхневе зміцнення ріжучих інструментів, очищення газів, що відходять енергетичних виробництв, методи корозійного захисту і т.д. колектив кафедри постійно працював над створенням і удосконаленням навчальних планів, методичних вказівок, демонстраційних дослідів.