化學與分子工程學院成立于2015年，下設化學系、石油化工分子轉化與反應工程全國重點實驗室、上海市綠色化學與化工過程綠色化重點實驗室、上海分子治療與新藥創制工程技術研究中心。學院的前身化學系成立于1951年華東師范大學建校之初，是由大夏大學、光華大學、圣約翰大學、滬江大學和同濟大學等校化學系部分專業合并組建而成，是華東師范大學最早成立的理科系之一。

化學院現有教職工近200名，其中在編在崗教職工近160名，專職科研人員近40名。學院師資力量雄厚，擁有一批治學嚴謹、學術思想活躍的教師。學院現有專任教師110余名，其中教授(研究員)80余名，副教授(副研究員)30余名。圍繞一流學科建設，學院持續推進人才強院戰略，努力打造、集聚高水平人才隊伍。學院現有院士2名，國家級人才計劃入選者40余人次，其中百千萬人才工程國家級人選2名，國家杰出青年基金獲得者7名，國家級青年人才計劃獲得者30余名。入選省部級人才計劃80余人次，包括上海市領軍人才2名，上海市優秀學科帶頭人10名，教育部新世紀人才計劃15名，上海市青年科技啟明星(含跟蹤)18名等。

目前學院擁有一級學科博士點(化學學科)和一級學科碩士點(藥學)各1個，博士后流動站1個，有無機化學、分析化學、有機化學、物理化學、高分子化學和物理、生物醫藥與技術6個博士學位授予點和10個碩士學位授予點?；瘜W學科是ESI前千分之一學科，物理化學是上海市重點學科。學院擁有全國重點實驗室1個(石油化工分子轉化與反應工程全國重點實驗室)、上海市重點實驗室1個(綠色化學與化工過程綠色化實驗室)、上海市工程中心1個(上海分子治療與新藥創治工程技術中心)、上海市分子智造前沿科學研究基地、上海市實驗教學示范中心以及上海市青少年化學科技站等科研教學基地。

學院現有本科生660余人，研究生830余人，其中碩士研究生近500人，博士研究生330余人。化學專業是國內具有重要影響的化學研究、人才培養和師范教育基地，分為師范、非師范、拔尖三個培養方向，通過“四高”(“高水平師資—高水平課程體系—高水平科學研究—高質量人才培養過程”)機制，培養具有良好科學、人文素養，專業基礎扎實、創新能力突出的卓越中學化學教師和化學科研人才。2020年，化學專業入選首批國家級一流本科專業建設點；2021年，化學師范專業通過首批教育部師范專業三級認證；2021年，化學入選教育部基礎學科拔尖學生培養計劃2.0基地。近年來，化學專業本科生多次獲得全國大學生創新創業年會優秀論文、全國“挑戰杯”等大學生科技活動競賽一等獎等獎項，多人次獲得華東師范大學研究生最高榮譽—校長獎學金。

近五年來，化學院平均每年承擔各類科研項目300多項，其中包括國家重點研發計劃、國家重點基礎研究“973”計劃、國家重大科研儀器研制項目、國家重大研究計劃項目、國家科技部重大專項子課題、國家自然科學基金重點和面上項目、 “杰出青年基金”、“優秀青年基金”、教育部“新世紀優秀人才資助計劃”、上海市科委重大重點項目以及由企業委托的橫向科研項目。近五年，獲得中國化學會-中國石油化工股份有限公司化學貢獻獎、中國分子篩終身成就獎；中國石油和化學工業聯合會技術發明一等獎1項，上海市自然科學一等獎3項，上海市青年科技杰出貢獻獎1項，上海市科學技術普及一等獎1項，教育部自然科學二等獎1項，上海市科技進步獎二等獎1項；全國創新爭先獎1項，中國藥學會-施維雅青年藥物化學獎1人，唐敖慶理論化學青年獎1人，中國分子篩新秀獎，大環芳烴超分子化學學術新星獎等。申請專利450余件，其中授權發明專利280余件；平均每年發表SCI論文350余篇，其中華師大為第一完成單位中科院一區以上論文平均每年110余篇。

除此之外，學院還與巴黎高師集團建立了聯合培養博士研究生機制，并與美國、日本、德國、加拿大、英國等一些國家的高等學校建立了聯系，經常邀請國內外知名學者、教授來院講學，開展了廣泛的校際學術交流與合作。