化学工程学院组建时，下设化学工程系、生物工程系、环境工程系和化学工程研究所.2001年建立制药工程系。2003年12月，将生物工程系和制药工程系新组建为生命科学与技术学院。
学院具有完整的学士-硕士-博士人才培养体系，现设有化学工程与工艺和环境工程2个本科生专业，5个工学硕士点，4个工学博士点，1个一级学科博士点，设有化学工程与技术博士后科研流动站和教育部化学工程与技术“长江学者奖励计划”特聘教授岗位，设有教育部超重力工程研究中心，教育部纳米材料先进制备技术与应用科学重点实验室等多个国家级重点实验室。我院为中国化工学会化学工程专业委员会挂靠单位。2001年，化学工程成为国家重点学科。2005 年，化学工程与技术博士后流动站被评为全国优秀博士后流动站。2006 年，在教育部评估中心组织的学科评估中，化学工程与技术一级学科在全国同类学科中排名第5。2007 年，化学工程与技术学科成为首批国家一级重点学科。设有北京市高等学校化工实验教学示范中心。环境工程学科被列为北京市重点学科，化学工程学院已跻身全国著名大学一流化工院（系）行列。
化学工程学院已为国家培养各类人才无数，其中硕士毕业生616人，博士毕业生72人，博士后出站25人。现有在校本科生、研究生2156人。化学工程学院各类专业择业面宽、一次就业率高，毕业生专业基础知识扎实，计算机和外语能力强，受到用人单位的好评。
化学工程学院有一支学术造诣深，富有创新精神，敬业爱岗的师资队伍，其中既有在国内外学术界有一定影响的年长的学术带头人，又有年富力强的学术思想活跃的中青年学术带头人和学术骨干。现有中科院双聘院士1 人，工程院双聘院士1 人，长江学者特聘教授1 人，国家自然科学基金杰出青年基金获得者4人，国家教学名师奖获得者1 名、北京市教学名师奖获得者2 名，博士生导师38人，正副高级职称教师71 人，具有博士学位的中青年教师占教师总数的70.4%。设有教育部“长江学者和创新团队发展计划”1 个。
教学教改硕果累累，成绩显著。学院先后承担和参加国家级教改项目3项（合作），北京市教改项目1项，校级教改项目26项，研究生教改项目5项，各级教材建设项目11项；《化工原理》获首批国家精品课程，《化工过程分析与合成》和《化学反应工程》获北京市精品课程；现已出版面向21世纪课程教材2本，“十·五”规划教材2本，“十一·五”规划教材5本，北京市精品教材5本，研究生创新工程教材4本，以及各类精品教材建设项目12本；已获国家级优秀教学成果一等奖2项（合作），二等奖1项，省部级优秀教学成果一、二等奖各2项，霍英东教学奖2项。发表教改论文30多篇。
学院科研活动十分活跃，科学研究和科技成果转化取得了跨越式发展。在应用基础研究、跟踪高新技术和面向国民经济主战场等三个层次上开展科学研究和工程技术开发工作，四年来，共承担国家级、省部级重点科研项目262 项,其中“973” 项目课题、“863” 项目和国家科技攻关项目40 项,国家自然科学基金重大、重点和面上项目51 项。纵向科研经费到款6105万元。发表学术论文800 余篇，其中SCI 收录400 余篇，EI 收录500 余篇。获国家技术发明二等奖2 项，国家科技进步二等奖5 项，获教育部自然科学一等奖1 项，省部级三大奖和教学成果奖20 余项。近3年来，学院年均科研经费达4000多万元，人均科研经费居全国化工类院系前列。在非传统反应与流体混合工程、计算化学与工程、超重力反应与分离技术、现代传质理论与分离技术、功能性先进材料的分子设计及制备过程控制、新型生物催化与生物分离技术、污染物控制技术与城市环境调控等领域取得了创新性的研究成果，形成了自己的特色和优势。
化学工程学院广泛开展国际国内的合作与交流，为开放式办学，培养创新人才，跟踪国际科研的前沿领域创造了良好的环境。学院与Case Western Reserve University, University of Qashington, Delft University of Technology, University of New South Wales, 香港理工大学，日本福井大学等高校以及美国陶氏、德国巴斯夫、新加坡纳米科技有限公司等多家国际跨国公司建立了密切的学术与科研合作关系，多次举办国际性学术研讨会。学院目前有攻读本科学位的留学生10余人，并有部分优秀的学生被选派到国外学习。通过国际间广泛的学术交流与合作，为人才的培养营造了良好的条件与氛围。