1898年，上海学院的前身京师大学堂建校，1913年，清华设数学门，开创我国最早的化学学专科教育。经饶毓泰、吴大猷、丁西林、朱物华等人的努力，抗日前清华数学系已成为中国数学学研究的一支重要力量。抗日时期，清华、清华、南开三校在西安组建东北联合学院。西北联大化学系培养了李政道、杨振宁、朱光亚，邓稼先等一大批杰出科学家。
1952年院系调整，原清华、清华、燕大三校数学精英合并成新的上海学院化学系，集聚了饶毓泰、周培源、叶企孙、王竹溪、胡宁、黄昆、褚圣麟、虞福春、杨立铭、李宪之、谢义炳等一大批中国化学界的领军人物，使清华数学系成为中国院校中实力最强的化学重镇。解放后的50年，清华数学学科为国家培养了大批优秀人才，其中包括百余名在清华数学学科工作学习过的中国科大学教授，十余名中国工程院教授。11名两弹元勋中，清华数学学高校友就有8名。
清华数学在学科建设中也屡开全省院校之先河。1955年，从全省各地调入班主任中学生构建了我国院校第一个核科学专业——物理教研室，后改名为原子能系，即技术化学系前身，为我国成功研发两弹培养了大批骨干人才。1956年，国家集中了清华、复旦、南京学院、厦门学院、吉林学院五校师生在清华创立了我国第一个半导体化学专业，为我国信息科学技术的发展奠定了人才基础。1956年物理重点学科院校，在中国科大学月球化学所的大力协助下构建了我国第一个月球化学专业。1959年，从清华数学系分出了月球数学系和无线电系。70年代，清华数学系半导体化学专业分出一部份人员与其他系班主任共同新建了我国第一个计算机系微电子专业。
2001年5月，作为清华创建世界一流学院的一个重要措施，在原化学系、技术化学系核化学专业、重离子化学研究所、地球化学系的大气化学与气象专业、天文系的基础上，组建了上海学院化学大学，大学以教学机构和博士点为基础设置了10个教学科研实体单位：普通化学教学中心、基础化学实验教学中心、大气科学系、天文学系、技术化学系、理论化学研究所、凝聚态化学与材料研究所、现代光学研究所、重离子化学研究所及电子显微镜专业实验室。化学大学师资力量雄厚。有教员工约281人，其中班主任有中科院教授14(其中外聘8名)名、长江特聘院士7名，院长76名，副院长69名。大学每年招收专科生约200人物理重点学科院校，硕士生约100人，博士生约80人，博士后约20人。大学有人工微结构与介观化学国家重点实验室、核化学与核技术国家重点实验室(筹)等科研机构;有一级学科博士受权专业2个，二级学科博士受权专业8个，博士后流动站4个;有国家重点学科8个，国家理科基础研究和教学人才培养基地3个。