Хімічний факультет організований одночасно з Донецьким науковим центром 1965 року. Ініціаторами його створення були академіки Л. М. Литвиненко і Р. В. Кучер, член-кореспондент С. М. Баранов. Першим деканом факультету був доцент М. В. Мохосоєв, який згодом став членом-кореспондентом АН СРСР. Потім деканами були доценти: В. Д. Єнальєв, Г. Г. Кощєєв, В. П. Мар-штупа. У 1987–2002 рр. факультет очолював професор А. М. Ніколаєвський. З 2002 р. — доктор хімічних наук, професор О. М. Шендрик.
За 40 років факультет підготував понад 3,5 тис. фахівців. У перші роки весь науково-педагогічний колектив факультету складався з випускників інших вищих навчальних закладів. А починаючи з 1970 р. факультет сам забезпечує себе кадрами вищої кваліфікації шляхом захисту кандидатських і докторських дисертацій. На початку XXI ст. навчальний процес на факультеті забезпечували 50 викладачів: 13 докторів наук і професорів, 30 кандидатів наук, доцентів, 7 асистентів. У процесі підготовки студентів беруть участь провідні вчені і спеціалісти Національної академії наук України та підприємств: вони проводять аудиторні заняття, керують виконанням курсових і дипломних робіт, практиками, аспірантурою.
Навчальний процес на факультеті здійснюється з двох спеціальностей «Хімія» та «Біохімія». Факультет постійно слідкує за появою та розвитком нових перспективних галузей науки та виробництва і готує для них фахівців. Так, у 90-тих роках почалася підготовка студентів з хімічної екології, біохімії спорту, хімії харчових продуктів, хімії ліків.
Наукова робота на факультеті завжди проводилася як у галузі фундаментальних, так і прикладних досліджень.
Кафедра неорганічної хімії, очолювана професором Є. І. Гетьманом, продовжує традиції, започатковані професором М. В. Мохосоєвим, доцентами В. І. Кривобок, А. І. Грубою та ін.
Сучасний напрям наукової роботи кафедри — дослідження закономірностей утворення та ізоморфних заміщень у нових неорганічних сполуках і матеріалах. За роки існування кафедри захищено 2 докторські та 38 кандидатських дисертацій, опубліковано близько 1000 наукових та науково-методичних праць, одержано 60 авторських свідоцтв.
Засновник і перший завідувач кафедри фізичної хімії — академік АН України, професор Р. В. Кучер (1968 — 1971 рр.). Він створив наукову школу з проблем радикальних процесів окиснення органічних речовин, їх антиокис-ної стабілізації та полімеризації у багатокомпонентних системах. Фундаментальні і прикладні дослідження, які проведені на кафедрі під керівництвом Р. В. Кучера, зокрема — дослідження рідиннофазного окиснення, полімеризації й кополімеризації вінілових і акрилових мономерів, розкладу пероксидних сполук — відрізнялися оригінальністю і внесли вагомий вклад в науку.
З 1971 до 1984 р. кафедру очолював кандидат хімічних наук, доцент В. Д. Єнальев. У цей період особлива увага приділялася дослідженню процесів радикальної полімеризації стиролу і його кополімеризації із синтетичними каучуками до глибоких стадій, встановленню зв’язку між надмолекулярною структурою і фізико-механічними властивостями ударостійких пластиків. Наступні 20 років (1984–2005 рр.) наукова робота на кафедрі проводилась під керівництвом завідувача кафедри, кандидата хімічних наук, професора А. М. Ніколаєвського. Основним напрямком його досліджень є процеси інгібування радикально-ланцюгових процесів. Створена напівемпірична концепція пошуку ефективних інгібіторів окиснення органічних речовин різної природи (вуглеводнів, олій, жирів, полімерів тощо).
3 2005 р. кафедру очолив доктор хімічних наук, професор В. М. Михальчук. Його наукові дослідження спрямовані на встановлення закономірностей формування, термоокисної деградації й стабілізації епоксидних сітчастих полімерів, взаємопроникних полімерних сіток і полімер-неорганічних нано-композитів.
Наукові дослідження цієї кафедри забезпечують 12 викладачів, із них —
4 професори і 6 доцентів. На сьогодні її вченими опубліковано 7 монографій, понад 1000 наукових статей, одержано 50 патентів, видано понад 30 навчально-методичних посібників. З 1968 р. на кафедрі фізичної хімії захищено 2 докторські та 27 кандидатських дисертацій.
Кафедра аналітичної хімії, очолювана до 2003 р. відомим вченим, доктором хімічних наук, професором, академіком АН Вищої школи І. О. Шевчуком, а з 2003 р. — доктором хімічних наук, професором А. С. Алемасовою продовжує плідні дослідження з методів розділення, концентрування та експрес-аналізу кольорових металів та біологічно-активних речовин. Практична спрямованість досліджень визначила вдале адаптування колективу, керованого А. С. Алемасовою, до ринкових відносин: розробляються держбюджетні та госпрозрахункові теми. Методики, розроблені вченими кафедри, мають попит і успішно застосовуються в аналітичній експертизі. Вагомість результатів, отриманих особисто професорами І. О. Шевчуком і А. С. Алемасовою та їх учнями, визначили авторитет вчених в Україні та за її межами.
Кафедра біохімії має у своєму складі 3 професорів та 4 доцентів. Вона створена у рік заснування університету (1965) академіком Л. М. Литвиненком та професором Є. Ф. Іваненко. З 2001 р. її очолює доктор хімічних наук, професор О. М. Шендрик. Кафедра зосереджена на вирішенні проблем радикальних та радикально-ланцюгових реакцій з киснем у клітинах аеробних організмів, питань кінетики складних лінійних та нелінійних хімічних та біохімічних процесів. Високий фаховий рівень учених і педагогів кафедри дозволив відкрити при ній аспірантуру за спеціальністю «Хімічна кінетика і каталіз».
Фундаментальні дослідження кінетики і механізмів органічних реакцій, реакційної здатності органічних сполук та їх будови — генеральний напрям наукових досліджень кафедри органічної хімії.
На факультеті працюють академік та член-кореспондент НАНУ, два академіки Академії Вищої школи, член-кореспондент екологічної академії.
За вагомі наукові здобутки та педагогічну діяльність окремі викладачі факультету нагороджені орденом «Знак Пошани», медаллю «За трудову доблесть». Сім викладачів мають звання «Відмінник народної освіти України», «Отличник народного образования СССР».