Кафедра хімічної інженерії заснована у 1949 р. Її першим завідувачем був кандидат технічних наук, доцент Д. В. Савкевич. У той час кафедра налічувала 6 співробітників. У 1955 р. її очолив кандидат технічних наук, доцент О. І. Чернявський. Весь цей час до 1977 р. кафедра здійснювала підготовку інженерів зі спеціальності «Машини та апарати хімічних виробництв» та «Обладнання підприємств будівельних матеріалів».
У 1968 р. Г. А. Аксельруд вперше на кафедрі захистив докторську дисертацію. Цього ж року він очолив кафедру і перебував на цій посаді до 1987 р. Потім кафедрою керував доктор технічних наук, професор Я. М. Гумницький. У 1991 р. було організовано набір студентів на спеціальність «Промислова екологія та охорона навколишнього природного середовища» у кількості 25 студентів.
У 1992 р. кафедру перейменували і вона стала називатися – «Хімічної інженерії та промислової екології». Йдучи назустріч потребам хімічної промисловості та промисловості будівельних матеріалів, у 1993 р. відновили набір на спеціальність механічного профілю «Обладнання хімічних виробництв і будівельних матеріалів».
З 2002 р. кафедра ХІПЕ поділена на дві: «Хімічна інженерія», яку очолив доктор технічних наук, професор Я.М. Ханик, та «Екологія та охорона навколишнього середовища».
У 2007 р. на кафедрі ліцензовано новий навчальний напрям «Хімічна інженерія», що передбачає три магістерські спеціальності.
З 2010 р. завідувачем кафедри «Хімічна інженерія» є д.т.н., професор Атаманюк В.М.
Від початку 50-х років працівниками кафедри та аспірантами було захищено понад 100 кандидатських та 16 докторських дисертацій, опубліковано більше 800 наукових праць, видано ряд посібників, підручників, методичних вказівок тощо.