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石河子大学化学化工学院的前身可以追溯到1960年新疆军区生产建设兵团师范专科学校的生化专业。
二十世纪六十年代，为顺应新疆教育事业发展需要，1960年4月，兵团决定在石河子筹建新疆生产建设兵团师范学院。同年9月，正式确定学校名称为新疆军区生产建设兵团师范专科学校，开始招生。1961年增招生化专业，成为化学化工学院的雏形。1962年，因“三年自然灾害”等历史原因，学校停办，师生分配到各师、团从事生产劳动。直至1982年，新疆生产建设兵团教师进修学院在奎屯成立，1983年4月，更名为新疆生产建设兵团教育学院，为陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆等农垦系统培训教师。自1983起，每年招收化学专业进修班（成人），学制1-2年。随着学院教学机构调整，化学专业先后归属生化系、生化地系管理，并陆续从华中师范大学、曲阜师范学院、汉中师范学院、陕西师范大学、河南新乡师院等单位引进了梁春江、冷吉林、彭昌林、马哲、杨平、梁鸿、夏新福等多名老师，有力保证了教学师资需要。1986年，上海师范大学选派4名，华东化工学院选派2名支疆教师来学院讲学，拉开了援疆合作交流的帷幕。
1987年，经国家教委批准，新疆生产建设兵团师范专科学校正式成立，与兵团教育学院合署办公，两块牌子，一套班子。1989年，兵团师范专科学校招收首届化学专业专科生，学制3年。1990年和1991年兵团师范学院招收两届化学成人班，学制2年。1992年招收第二届化学专业专科生。1993年，根据当时化工行业产业发展需求，兵团师范专科学校招收应用化学专业专科生，共招收两届（93届、94届）。此后，兵团师范专科学校招收化学专业专科生，修业年限为3年；兵团教育学院招收成人脱产学生，修业年限2年。两校学生资源共享，同校共学。化学专业陆续建设了有机化学、无机化学、分析化学、物理化学四个实验室，以满足实验教学所需。同年，由阎玉复老师担任副主编的《分析化学》，由天津人民出版社出版。化学专业教师撰写科研论文，并收入学校每年整理的《科研成果目录汇编》。
1996年4月，兵团高校结构调整。由农业部部属的石河子农学院、石河子医学院、兵团师范专科学�：捅啪米ǹ蒲：喜⒆榻ㄊ幼哟笱�。兵团师范专科学校迁至石河子市，更名为石河子大学师范学院，兵团教育学院随迁。化学专业自诞生以来，一直承担着兵团基础教育化学师资职前培养和职后培训的重任，为兵团基础教育事业发展贡献了力量。
1998年，师范学院成立化学系，招收化学（师范类）首届本科生53人。此后，该专业共招生13届，直至2011年石河子大学实施师范教育办学体制改革，师范生归口至师范学院统一管理和培养。2011年至今，学院配合师范学院做好化学（师范类）学生的人才培养方案制订、专业课程教学、教育实习（实习支教）及毕业论文指导等工作。2002年开始招收应用化学专业本科生。
2005年2月23日，石河子大学党委宣布石河子大学化学化工学院成立。学院由原石河子大学师范学院化学系、食品学院生物化工教研室以及药学院部分专业合并组建而成。下设化学系、化学工程系、环境与生物工程系3个系，石河子大学分析测试中心、实验中心2个中心，成立2个科研平台：生物化工研究所和应用化学研究中心。学院正式迈出了从教育学科向工科转型的步伐。
同年，教育部指定天津大学对口支援石河子大学化学化工学院。自2005年5月起，天津大学先后选派援疆干部张毅民、李士雨、张金利来院挂职，从学院管理、学术交流、联合研究、师资培养（如单招教师免费攻读天大博士）、实验室建设等方面予以援助，全方位推动学院快速发展。
建院之初，学院领导班子高瞻远瞩、审时度势，坚持“引育并举”，短短几年内，教师队伍的硕士、博士比例迅速提升。在下大力气引进高学历师资的同时，出台政策激励教师攻读硕士、博士学位。当年，学院有4名教师考取硕士研究生，6名教师考取博士研究生。2006-2009年，学院与天津大学化学化工学院联合举办GCT工程硕士班，19名在职教师取得硕士学位。时任院长李春教授入选享受国家特殊津贴专家，李春教授、代斌教授入选2004年教育部新世纪优秀人才支持计划。
建院伊始，学院坚持学科建设为龙头，集中优势资源冲击学位点。2006年获批生物化工、应用化学2个二级学科硕士学位授权点，学院研究生教育正式启动。学院成立当年，科研项目立项28项，总经费173万元，实现了学校化工学科的历史重大突破。学院各项事业呈现出蓬勃发展态势。
2006年，环境工程专业获批。9月，逸夫实验楼竣工投入使用，极大改善了学院科研实验环境。新建6个化工学生实习基地，在多地中学挂牌25个化学教育专业学生实习基地。
2007年招收首届生物化工和应用化学两个专业的12名硕士研究生。新疆兵团化工绿色过程重点实验室获批成立。首次成功举办3个化工领域全国性学术会议，4位院士到会。
2008年，学院立项科研经费首破千万元大关。年底，教育部决定由华东理工大学对口支援石河子大学。2009年5月，华东理工大学凌立成教授到任挂职院长，后曹贵平、李涛、叶邦策、赵基钢相继来院挂职。
2009年，校企合作进入实时性阶段，“石河子大学—新疆天业集团”化工绿色技术研发中心揭牌成立。“基础化学系列课程教学团队”入选国家级教学团队。李炳奇老师获评“全国模范教师”。至此，学院确立了以化学、化工、环境、材料为学科方向的4个研究团队，搭建了学院学科专业建设发展方向的基本框架。
2010年教育部和自治区人民政府共同实施“援疆学科建设计划”，确定了由华东理工大学作为副组长单位对口支援石河子大学化学化工学院，化工学科迎来了新的发展机遇。新疆兵团化工绿色过程重点实验室入围省部共建国家重点实验室培育基地。材料学科和应用化学获批自治区重点学科。应用化学获批“十二五”自治区重点学科。材料科学与工程本科专业获批。工程硕士（化学工程）专业学位授权点获批。
2011年，化学工程与技术一级学科硕士学位授权点获批。华东理工大学与石河子大学启动“1+2+1”联合培养本科生计划，首批2010级化学工程与工艺专业24名学生9月份赴华理开始为期2年的学习。第一届在职专业学位硕士班招收8人。“石河子大学—天业集团”自治区产学研联合培养研究生示范基地挂牌。获批省部级以上课题20余项（含国家973项目1项），科研项目立项经费4999万元。
2012年，农业工程一级博士学位点“农业化学工程”二级学科博士学位授权点获批。化学工程与技术”一级学科硕士点中的化学工程、化学工艺、生物化工、应用化学、工业催化、材料化工、环境化工8个学科方向成功获批，全方位支撑、推动化工学科快速发展。绿洲学者张金利教授领衔申报的“兵团氯碱化工高效清洁生产技术创新团队”获批教育部科技创新团队。获批兵团科技创新团队1个，兵团材料化工工程技术研究中心1个。成立材料科学与工程系。
2013年，化学工程专业入选国家教育部“卓越工程师”培养计划。华东理工大学郭旭虹教授作为国家级人才来院工作，组建国家级人才科技创新团队。“材料化工自治区重点实验室”获批建设。中试平台正式投入使用。
2014年，新疆兵团化工绿色过程重点实验室顺利通过兵团科技局组织的2012-2014年建设评估。获批石河子大学环境监测与污染物控制重点实验室。总价值700余万元多个操作单元的成果转化平台建设完毕。学院与新疆天业集团“订单式”培养化学工程与工艺本科班学生顺利毕业。
2015年，教育硕士学科教育（化学）专业学位授权点获批。以新疆兵团化工绿色过程重点实验室为依托的“氯碱化工清洁生产与产品高值化技术”2011协同创新中心和教育部国家级教育人才教育团队，顺利通过兵团教育局组织的2015年年度检查和结题验收。教育部创新团队发展计划项目成功获得滚动支持（经费300万）。
2016年，化学工程与技术学科获批自治区“十三五”重点学科高原学科。化学工程与工艺专业通过全国工程教育专业认证。
2017年，化学工程与技术（自定）入选国家“双一流”重点建设学科，学院进入了一个新的历史发展阶段。首次获批国家自然科学基金重点项目（叶邦策教授主持），实现了石河子大学零的突破。
2018年，获批化学工程与技术一级学科博士学位授权点和化学一级学科硕士学位授权点，新疆优势资源化工利用团队入围首批“全国高校黄大年式教师团队”。
2019年，学院党委获批第二批全国高校党建“标杆院系”。获批教育部省部共建协同创新中心。化工实践教学教师团队获评“全国石油和化工教育优秀教学团队”。“化学工程与技术”获批博士后科研流动站。化学学科进入ESI全球排名前1%。获批兵团特聘专家岗位，聘任张金利教授为兵团特聘专家。化学工程与工艺入围国家一流本科建设专业建设行列。材料科学与工程、环境工程2个专业获批省级一流专业。
2020年，获批“高等学校学科创新引智计划1项，实现了 “一流学科”在国家级国际人才引进平台领域的重大突破。
2021年，应用化学专业入选国家一流本科建设专业。
2022年，“化学工程与技术”双一流学科通过验收，进入新一轮建设周期。环境工程、材料科学与工程入选国家一流专业建设点。
石河子大学化学化工学院顺应兵团教育事业发展而诞生，因兵团经济产业发展而转型，借西部大开发、丝绸之路经济带建设和对口支援之东风而壮大。建院18年来，学院栉风沐雨，薪火相传，团结奋进，共筑事业辉煌。站在新起点，学院将继续发扬艰苦奋斗、自强不息之精神，聚四方英才，为兵团事业、国家富强继续前行。