Кафедра была открыта в 1950 году с целью подготовки инженерных кадров для атомной промышленности. Первым заведующим кафедрой был Лауреат Государственной премии СССР, Заслуженный химик РФ, д.т.н. профессор Курин Николай Павлович, под руководством которого было защищено свыше 60 кандидатских диссертаций. Фактически, профессором Куриным Н. П. в ТПИ была создана Сибирская научная школа физико-химиков в области технологии ядерных материалов, редких и рассеянных элементов.

С 1986 по 1998 год кафедрой заведовал Заслуженный химик РФ, доцент Андреев Г.Г., 1998 - 2008 год - доцент, д.х.н. Жерин И.И., с августа 2008 года заведующим кафедрой избран доцент, к.т.н Дмитриенко В.П.

Многие из выпускников стали крупными руководителями-производственниками, в том числе были министрами:

• химической промышленности СССР – Листов В.В.
• цветной металлургии Казахской ССР – Такежанов С.Т.
• нефтяной и газовой промышленности РФ – Иванов В.И.
• заместителем министра общего машиностроения – Забелин Л.В.

21 выпускник – директоры и главные инженеры крупных предприятий, 15 выпускников стали лауреатами Государственных премий, 35 человек – докторами наук и свыше 150 человек – кандидатами наук.

Кафедра за период своей деятельности подготовила более 1500 инженеров химиков-технологов, составляющих основной костяк инженерного корпуса предприятий атомной промышленности Сибири, Средней Азии и Дальнего Востока.

Научные направления работы кафедры:

• совершенствование технологии производства гексафторида урана;
• исследование процессов синтеза межгаллоидных соединений фтора (ClF₃, BrF₃, BrF₅, IF₅);
• исследование фторидной технологии переработки редких и рассеянных элементов;
• разработка физико-химических основ производства элементного фтора и разработка конструкций высокоинтенсивных фторных электролизеров;
• исследование и разработка методов комплексного гидрометаллургического передела полиметаллических руд;
• разработка фторидной технологии переработки отработанного ядерного горючего;
• исследование процессов синтеза и применения легколетучих фторидов тугоплавких металлов и других редких элементов;
• совершенствование технологии безводного фтористого водорода;
• разработка ультразвукового способа рафинирования металлического урана и плутония;
• разработка ультразвукового метода дезактивации технологического оборудования.

1 июня 2010 г. в соответствии с утвержденной приказом Минобрнауки от 17 ноября 2009 г. № 613 Программой развития ГОУ ВПО "Томский политехнический университет" на 2009-2018 годы кафедра была выведена из структуры физико-технического факультета (ФТФ) и введена в состав Физико-технического института (ФТИ).