В 1943 г. в городе Томске решением правительства была открыта кафедра каучука и резины. Открытие кафедры было обусловлено тем обстоятельством, что в Томск были эвакуированы части заводов «Красный треугольник» (г. Ленинград) и «Красный богатырь» (г. Москва), на базе которых образовался Томский завод резиновой обуви. По просьбе Томского завода резиновой обуви в технологическом институте на химико-технологическом факультете была открыта специальность "Технология каучука и резины".

          Первым заведующим кафедрой технологии каучука и резины был Леонид Петрович Кулев, лауреат Государственной премии (1941 г.), профессор, одновременно заведующий кафедрой «Технологии красителей и промежуточных продуктов». Первый выпуск инженеров состоялся в 1946 г (4 человека), и обучение этой специальности продолжалось до 1956 г. Всего за 10 лет выпущено 83 инженера–технолога, направленных, в основном, на работу на Томский завод резиновой обуви, Красноярский заводы синтетического каучука.

          С 1947 г. по 1958 г. заведовал кафедрой доцент к.т.н. Петр Фомич Володин, который был инициатором открытия в составе кафедры специальности «Технология основного органического синтеза и синтетического каучука», и с 1948 г. после разрешения открыть эту специальность кафедра получила название «Технология основного органического синтеза» (ТООС).

          В 1958 г. в составе кафедры была открыта специальность «Технология пластических масс» и первый выпуск инженеров–технологов по этой специальности состоялся уже в 1960 г. К педагогической работе на кафедре были привлечены выпускники Томского политехнического института и государственного университета: доценты В.Д. Богословский, В.П. Лопатинский, доцент Е.Е. Сироткина. Несколько лет на кафедре работали доценты В.Г. Столярчук, А.Г. Печенкин, Л.И. Аристов.

          В последующие 60-70 годы в связи с увеличением выпуска специалистов к педагогической работе был привлечен ряд выпускников кафедры, окончивших аспирантуру, и работников заводов (доценты Ю.п. Шехирев, и.п. Жеребцов, В.Л. Ивасенко, м.м. Сухорослова, с.и. Кудинова, н.м. Ровкина, г.н. Иванов, В.М. Сутягин, В.Т. Новиков, В.Д. Филимонов, В.В. Бочкарев, старший преподаватель В.А. Попов).

          С 1958 г. кафедрой заведовал проф. Вадим Петрович Лопатинский. В 1959 г. при кафедре была открыта проблемная лаборатория физико-химических исследований полимеров и использования продуктов коксохимической переработки.

          Кафедра активно содействовала росту научно-технической квалификации работников химической промышленности города Кемерово, Тюмени, Томска, Красноярска, Новосибирска, Барнаула и других городов Сибири. За период 1965-1975 гг. прошли аспирантуру при кафедре и в порядке соискательства защитили кандидатские диссертации 12 человек – работников завода и научно-исследовательских институтов.

          В 1987 г. при кафедре была открыта научно-исследовательская лаборатория (НИЛ) "ЭКОЛОГИЯ". Основной задачей НИЛ «Экология», руководителем которой долгое время являлся В.Л. Ивасенко стала разработка высокоэффективных природоохранных процессов и аппаратов.

          С 1991 г. обучение специалистов специальности «Химическая технология органических веществ» ведется по сквозной программе в учебном комплексе Томский химико-технологический колледж – Томский политехнический университет. Позже кафедра получила лицензию на подготовку специалистов по специальности «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» (с 1995 г.). Первый выпуск инженеров по этой новой для кафедры специальности состоялся в 2000 г. причем из 11 выпускников 10 получили диплом с отличием.
За 67 лет работы коллективом кафедры подготовлено:

          С 1997 года руководил кафедрой Виктор Тимофеевич Новиков. С 2004 года – Владимир Григорьевич Бондалетов. В настоящее время на кафедре осуществляется подготовка бакалавров и магистров направления «Химическая технология и биотехнология» и инженеров по трем специальностям: химическая технология высокомолекулярных соединений, химическая технология органического вещества и охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Магистранты обучаются по направлению специализации «Химическая технология высокомолекулярных соединений» и «Химия и технология продуктов основного органического и нефтехимического синтеза».

          В 2007 г. кафедра была переименована в кафедру «Технологии основного органического синтеза и высокомолекулярных соединений».
          Научно-исследовательская работа кафедры в недавнее время была представлена природоохранными тематиками. Одной из них является создание низкотемпературных катализаторов для окисления-восстановления органических и неорганических выбросов от токсичных компонентов. Разработанная технология очистки газовых выбросов неоднократно экспонировалась на выставках и на межрегиональной выставке-ярмарке «Газификация-2002» удостоена медалью конкурса «Сибирские Афины» в номинации «Экология окружающей среды». Второй большой задачей лаборатории является поиск новых технологий утилизаций низкосортной древесины и отходов лесопиления и деревообработки. Эти разработки позволили кафедре выполнять хозяйственные договора с предприятиями города Томска и Западной Сибири. Предложенный новый конструкционный материал из отходов лесопереработки также неоднократно экспонировался на выставках, а на VII Международной Выставке-Конгрессе "Высокие технологии. Инновации. Инвестиции" был отмечен дипломом. Еще одним направлением работы является разработка новой технологии обезвреживания промышленных отходов и высокотоксичных веществ. Получены положительные результаты обезвреживания ряда пестицидов до нетоксичных жидких и газообразных продуктов, что официально подтверждено двумя независимыми лабораториями г. Томска. Данная работа включена в областную программу «Отходы». Данный проект является победителем областного конкурса «Методы и технологии переработки промышленных отходов (высокотоксичных веществ)» применительно для Томского полигона, проводимого ООО «Полигон токсичных отходов» (2004 г), конкурса научных разработок молодых ученых Томской области (2004 г), победителем гранта Президента РФ (2006 г) победителем индивидуального гранта ТПУ для молодых ученых на проведение научных исследований (2007 г), победителем программы У.М.Н.И.К. (2008 г).

          ПНИЛ «Полимеры» проводит исследования в области комплексной переработки жидких продуктов пиролиза углеводородного сырья и отходов химической промышленности. Получены интересные результаты в области создания бесшламовых технологий получения высококачественных нефтеполимерных смол. Исследования охватывают весь спектр продуктов, получаемых на установках пиролиза: от жидких продуктов гидрирования этан-этиленовой фракции до пека. Созданы новые, экономически эффективные разработки для получения лакокрасочных материалов, кровельных и антикоррозионных покрытий. Разработаны высокоэффективные композиции для снижения температуры замерзания нефти и нефтепродуктов, а также уменьшения количества асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО). В последнее время ведутся исследования в области получения новых материалов на основе цикло- и дициклопентадиена.

          В область интересов кафедры попадают процессы, продукты и отходы производств всего Сибирского региона.
          В дальнейшем кафедра активно включилась в процесс целевой подготовки и переподготовки специалистов для промышленных производств регионов. На базе кафедры планируется организовать центр подготовки кадров для предприятий ОАО «СИБУР», расположенных в Западно-сибирском и Восточно-сибирском регионах. Заключены договора по целевой подготовке студентов-специалистов для ООО «Томскнефтехим».

          Каждый год на кафедре проводятся курсы повышения квалификации для ИТР: ОАО «Газпром», ООО «Сибметахим», ООО «Томскнефтехим».
          В рамках университетской программы гармонизации систем подготовки специалистов с университетами Европы кафедра активно преобразует учебные программы с учетом необходимости создания свободного образовательного рынка, перемещения и приобретения знаний. Двое студентов кафедры закончили Университет г. Феррара (Италия), прошли стажировку в Международном исследовательском Центре им. Д. Натта и получили дипломы Томского политехнического университета и Университета г. Феррара.

          Основными научных направлений кафедры в ближайшее время должны стать: процессы переработки угля, низкотемпературные процессы синтеза органических соединений с использованием гетерогенных каталитических систем, модификация и переработка полиолефинов, и разработка новых полимерных композиционных материалов.

          Существующие связи между кафедрой ОАО«СИБУР», ООО «Томскнефтехим», Институтом химии нефти СО РАН, Институтом катализа СО РАН, позволят вписаться в инновационную политику, активно проводимую Томским политехническим университетом. ОАО «СИБУР» с 2009 г. является спонсором Томского политехнического университета (кафедра «Технологии основного органического синтеза и высокомолекулярных соединений» ХТФ).