Ngày 1-3-1957, Tổng thống Việt Nam Cộng Hòa thuộc chế độ cũ, ông Ngô Đình Diệm đã ban hành sắc lệnh số 45/GD thành lập Viện Đại học tại Huế (nay gọi là Đại học Huế). Viện Đại học Huế thành lập đã mở ra một kỷ nguyên mới cho vùng đất Cố Đô, thúc đẩy sự thành hình của một lớp trí thức mới ở Huế nói riêng và miền Trung nói chung. Ban đầu, Viện Đại học Huế được thành lập gồm 4 Phân khoa Đại học: Khoa học, Văn khoa, Sư phạm, và Luật khoa. Ban Lý - Hóa, tiền thân của Khoa Hóa học hiện nay, là một trong ba Ban đầu tiên của Phân ban Khoa học của Viện Đại học Huế lúc bấy giờ, gồm: Ban Lý - Hóa, Ban Toán - Cơ, và Ban Vạn vật.

Ngày 27/10 năm 1976, Trường Ðại học Tổng hợp Huế được thành lập trên cơ sở hợp nhất các Phân khoa Khoa học và Văn Khoa của Viện Ðại học Huế trước đây với các Khoa ghép là Toán - Lý, Hoá - Sinh - Ðịa, Văn - Sử - Ngoại ngữ theo quyết định 426/TTg của Thủ tướng Chính phủ. Năm 1980, Khoa Hóa học được tách ra từ Khoa Hoá - Sinh - Ðịa với cơ cấu 2 Bộ môn, gồm: Hóa Lý và Hóa Hữu cơ. Giai đoạn 1982 - 1990, Khoa Hóa phát triển thành 5 Bộ môn bao gồm Hóa Lý, Hóa Hữu cơ, Hóa Vô cơ, Hóa Phân tích, và Hóa Kỹ thuật.

Từ năm 1990, Khoa Hóa chuyển từ khu Morin về số 27 Nguyễn Huệ (77 Nguyễn Huệ hiện nay). Qua nhiều lần sắp xếp lại nhân lực, cơ sở vật chất, trang thiết bị và thay đổi cơ cấu tổ chức các Bộ môn trực thuộc nhằm đáp ứng với yêu cầu về đào tạo và nghiên cứu khoa học, đến năm 2015, Khoa Hóa ổn định với 4 Bộ môn là Hóa Lý, Hóa Hữu Cơ, Hóa Vô cơ, và Hóa Phân tích. Đến năm 2020 để đáp ứng nhu cầu đa dạng hóa loại hình đào tạo, Khoa đã mở thêm ngành Công nghệ kỹ thuật đào tạo kỹ sư (Hệ 4,5 năm). Về chương trình đào tạo sau Đại học, Khoa Hóa học đã bắt đầu đào tạo thạc sĩ Hoá học từ năm 2002. Năm 2009 bắt đầu đào tạo Tiến sĩ với 3 chuyên ngành: Hóa Lý thuyết & Hóa lý, Hóa Phân tích và Hóa Hữu cơ. Từ năm học 2006 - 2007, Khoa Hóa học đã có thêm loại hình đào tạo Khối phổ thông chuyên Hoá.