化学学科渊源于南京化工学院1983年建立的应用化学系（由基础课部的四大化学教研组和腐蚀与防护专业教研组1974年招收腐蚀与防护专业本科生发展而来）。1981年开始招收应用化学专业研究生，1985年设置生物化工、工业分析专业，1989年设置应用化学专业，2001年获应用化学二级学科博士学位授权点。2002年设置化学专业，2003年招收有机化学专业研究生，2006年招收分析化学专业研究生，同年获化学一级学科硕士学位授权点。2021年获化学一级学科博士学位授权点，2023年获化学学科博士后科研流动站。

化学学科依托材料化学工程国家重点实验室和国家江苏先进生物与化学制造协同创新中心，拥有石油和化工行业水处理化学品工程研究中心、江苏省水化学与工业水处理工程研究中心、氟化学应用技术研究所、化学生物学与功能分子研究所、电化学储能研究所等各级科研机构。学科现主要包含分析化学、无机化学、有机化学、物理化学、绿色能源化学等5个稳定研究方向，现有博士研究生33人，硕士研究生648人。流动站专任教师112人，博士化率100%，其中，国家级高层次人才9人，省部级人才18人，博士生导师30人，教授73人，形成了一支梯队合理、凝聚力强、学术水平高、创新能力强的师资队伍。

本学科的科学研究一直关注生命、资源、能源、环境等重点领域，围绕国家“双碳”目标和卡脖子技术，将化学基本原理与化工、生物、材料等学科交叉融合，在光电分析化学和生物传感、金属有机骨架材料、低氧化态碱土金属化合物、电化学能量转换与储存、有机氟化学及可见光氧化还原催化、不对称催化有机合成等领域逐步形成特色与优势，取得了具有国际影响的研究成果。近三年，流动站科研实力迅速增长，主持国家重点研发计划项目2项，国家自然科学基金等国家级科研项目97项，到款1.25亿元；发表SCI论文953篇，其中Science、Nature、Nature子刊、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition等高水平期刊论文28篇。

流动站拥有核磁共振波谱仪、场发射扫描式电子显微镜、透射式电子显微镜、X射线变温变压原位衍射仪、单晶衍射仪、多通道电化学电池测试系统、共聚焦激光拉曼光谱仪、荧光小动物活体成像系统等大型精密仪器，总值逾5000万元，为科学研究的开展提供了坚实有力的支撑。