Кафедра физической химии была основана в 1936 году, а кафедра катализа и технической химии в 1944 году. Первыми заведующими кафедрами были академики М. И. Усанович и Д. В. Сокольский. Большой вклад в научную и педагогическую деятельность кафедры внесли профессора В. Ф. Сергеева, Г. Х. Шабикова, Е. Х. Абланова, Д. Х. Камысбаев, В. А. Друзь, В. П. Шмонина, Р. Х. Ибрашева, доценты Е. К. Пичугина, А.В. Соломин, Г. П. Полатбекова, В. А. Миркин, Н.А. Асманова, Ф. Г. Голодов, Л. А. Бувалкина, К. К. Джардамалиева, И. К. Тойбаев, А. Н.Сартаева, Р. М. Мойса, Р.Г. Баишева.

В разные годы кафедру возглавляли профессора К. Б. Мусабеков, С. М. Тажибаева, Д. Х. Камысбаев, М. К. Алдабергенов.

1983-2003 гг. кафедру физической химии и электрохимии возглавил известный ученый в области теории управления физико-химическими процессами, академик Международной Академии минеральных ресурсов Х. К. Оспанов. Автор четырех научных открытий на международном уровне в области химии. Х. К. Оспанов-Почетный заведующий кафедрой.

1976-2001 гг. кафедру катализа и технической химии возглавлял известный ученый в области катализа и химической технологии академик К.А. Жубанов. В 1992 г. при кафедре был организован Научно-исследовательский институт новых химических технологий и материалов, проведены комплексные научные исследования и подготовлена проектно-конструкторская, техническая документация для внедрения достижений науки в производство. К. А. Жубанов – Почетный заведующий кафедрой и почетный директор Института.

Кафедра физической химии, катализа и нефтехимии создана в августе 2011 года слиянием двух кафедр. Заведующий кафедрой-доктор химических наук, профессор Аубакиров Ермек Айтказынович.