В.О. Плотніков започаткував дослідження з електрохімії неводних розчинів, які згодом у 20-30-х роках розвинулися в оригінальний науковий напрямок, відомий серед науковців під назвою “Київська електрохімічна школа”. В.О. Плотнікову із співробітниками вдалося вперше у світі одержати шляхом електролізу металічний алюміній при кімнатній температурі. В передвоєнний час школа В.О. Плотнікова зробила вагомий внесок у вивчення природи електролітних розчинів. У цей період на кафедрі працювали науковці, роботи яких сприяли розвитку хімії неводних розчинів: чл.-кор. НАНУ В.О. Ізбеков, проф. М.О. Рабинович, проф. Я.А. Фіалков, проф. Ю.Я. Горенбейн, П.З.Фішер, акад. НАНУ Ю.К. Делімарський та ін.
В 1922 р. на кафедрі було створено науково-дослідну лабораторію, яку згодом було перетворено в Інститут хімії НАНУ – перший хімічній інститут в Україні, на базі якого згодом було створено багато інших хімічних інститутів НАН України.
В 1945-75 рр. кафедру очолював учень В.О. Плотнікова проф. О.К. Кудра, відомий своїми ґрунтовними дослідженнями у галузі електролітичного одержання металевих порошків та вагомим внеском у вивчення механізмів електролітичного розкладу речовин у розчинах.
В 1975-98 роках кафедрою завідував доктор хімічних наук, лауреат Державної премії СРСР, заслужений діяч науки і техніки України, заслужений професор НТУУ « КПІ» Ю.Я. Фіалков. Проф. Ю.Я. Фіалков створив одну з найбільш відомих не лише на теренах колишнього СРСР, а й за його межами наукових шкіл, яка займалась дослідженнями в галузі фізико-хімічного аналізу і фізичної хімії неводних розчинів. Саме за ці дослідження Ю.Я. Фіалкову в 1987 році було присуджено Державну премію СРСР. Під керівництвом Ю.Я. Фіалкова захистили дисертації 3 доктори та 52 кандидати наук. Підсумком майже півстолітньої наукової діяльності Ю.Я. Фіалкова стали понад 350 наукових праць та винаходів, серед яких 10 монографій (найбільш визначні: “Двойные жидкие системы”, Киев, 1969; “Физическая химия неводных растворов”, Ленинград, 1973; “Основы физико-химического анализа”, Москва, 1976, 1978; “Электроосаждение металлов из неводных растворов”, Киев, 1985; “Растворитель как средство управления химическим процессом”, Лениград, 1990; “Физико-химический анализ жидких систем и растворов”, Киев, 1992). Проф. Ю.Я. Фіалков широко відомий у світі не лише як учений фізико-хімік, але й як талановитий, яскравий і неординарний популяризатор хімічних знань. Його перу належать більше десяти науково-художніх книжок для дітей, які було перекладено багатьма іноземними мовами.
В 1998-2001 роках кафедрою завідував проф. В.Л. Чумак, учень проф. Ю.Я. Фіалкова.
З вересня 2002 р. до січня 2009 р. кафедру очолював проф. Ю.А. Малєтін. Ним при кафедрі була створена науково-дослідна лабораторія молекулярних накопичувачів енергії – суперконденсаторів (МНЕс).
З лютого 2009 р. до серпня 2010 р. обов’язки завідувача кафедри виконувала к.х.н., доц. Г.А. Рудницька.
З вересня 2010 року кафедру очолює професор, д.т.н. О.Е. Чигиринець.
З 2013 року на базі кафедри фізичної хімії хіміко-технологічного факультету відкрито набір бакалаврів на освітню програму «Хімічні технології косметичних засобів та харчових добавок»
Сучасна харчова промисловість ґрунтується на широкому використанні різноманітних харчових добавок, які регулюють смак продуктів, покращують їх зовнішній вигляд, формують текстуру, подовжують термін зберігання. Харчові добавки – це природні або ж синтетичні речовини, наприклад, ароматизатори, барвники, емульгатори, стабілізатори, згущувачі, консерванти, антиоксиданти тощо. Обов’язковими складовими різних косметичних засобів є біоактивні речовини, які широко використовуються у косметичній промисловості. Тому підготовка фахівців за професійно-фаховим спрямуванням «Хімічні технології органічного синтезу косметичних засобів та харчових добавок» є на сьогодні актуальною.
Під час навчання студенти нової освітньої програми вивчають такі дисципліни як «Хімічна технологія харчових добавок», «Хімічна технологія косметичних засобів», «Методи розділення та ідентифікації сполук», «Біоорганічна хімія», «Екологічна безпека в харчовій та косметичній галузі, “Статична та динамічна стереохімія”, “Механізми реакцій” та ін.
Фахівці новітнього профілю вмітимуть виробляти харчові добавки та косметичні засоби, знатимуть як застосовувати їх без шкідливих наслідків для людини, володітимуть методами контролю харчових добавок у готовій продукції. Їх чекають на підприємствах харчової, парфумерно-косметичної, хімічної промисловості, у науково-дослідних установах, органах державного управління, що здійснюють контроль за якістю продукції та її сертифікацією.