化学加工过程可追溯到古代的炼丹、冶炼、造纸、染色、医药和火药等化学加工方法。现代化学工程与技术是19世纪末为适应化学品大规模生产的需要，在工业化学的基础上逐步形成的一门工程技术学科。1880年，化学工程概念首次被英国学者George E. Davis正式提出。 1888年，美国学者Lewis M. Norton在美国麻省理工学院（MIT）开设了第一个以化学工程命 名的学士学位课程，标志化学工程学科的诞生。1901年，第一部化工手册问世，孕育了 “单元操作”思想。1915年，美国学者Arthur D. Little正式提出了“单元操作”概念，将各种化学品的工业生产工艺分解为若干独立的物理操 作“单元”，并阐明了不同工艺间相同操作“单元”所遵循的相同原理，实现了化学工程学科 发展的第一次质的飞跃。1935年，美国学者P. H. Groggins将此概念延伸至化学反应过程，提出了“有机合成中的单元过程”。此后，化学工程与技术学科的研究方向逐渐丰富，单元操作原理和化学反应理论共同促进了应用化学和化学工艺的迅速发展，工业催化也应运而生，第二次世界大战中对抗生素产业的巨大需求催生了生物化工。

20世纪50年代后期，美国学者R. B. Bird等把相关物理和数学理论引入单元操作，将所有单元操作归纳为质量、热量和动量的传递过程，并阐明了传递过程的基本原理。随后，传递过程原理与化学反应相结合，确定了化学反应工程的学科范畴和研究方法。传递过程原理和化学反应工程（“三传一反"）理论的发展，完成了学科由单元操作向"三传一反”过渡的第二次飞跃。

此后，迅速发展的计算机技术为学科发展提供了强有力的支撑，并逐步形成了数学模型化的过程系统工程方法论，为解决学科复杂工程问题奠定了坚实的理论基础。20世纪90年代后期，学科研究向更短和更长的时间尺度延伸，跨越纳观尺度、微观尺度、介观尺度、宏观尺度和兆观尺度，呈现资源导向、产品导向、特殊技术导向和信息导向等多导向性，逐步进入 “多尺度、多导向、多目标"研究发展新阶段。

21世纪以来，生命科学、信息科学、材料科学和复杂性科学，以及测试技术的发展为化学工程与技术学科提供了强有力的研究手段和新的发展机遇。学科间的交叉与融合，使得化学工程与技术学科服务的经济领域日益扩大，研究范围不但覆盖了整个化学与石油化学工业，而且渗透到能源、环境、生物、材料、制药、冶金、轻工、公共卫生、信息等工业及技术领域，成为实现能源、资源、环境及社会可持续发展的重要保证，在资源的深度和精细加工、资源和能源的洁净与优化利用，以及环境污染的治理过程中发挥了不可替代的关键作用，并且支撑了生物工程和新材料等新兴技术领域的快速发展。