El Departamento de Química Física y Analítica se creó en 1986, debido a la denominada Ley de Reforma Universitaria de Agosto de 1983, por fusión de los anteriormente existentes de Química Física y de Química Analítica. Su primer director fue D. Fermín Gómez Beltrán, tomando luego el testigo D. Paulino Tuñón Blanco que desarrolló dicha labor hasta 2008. Posteriormente, fue director del Departamento D. José Enrique Sánchez Uría hasta 2016, que fue sustituido en funciones, debido a su jubilación, por el que había sido subdirector, D. Enrique Pérez Carreño. Desde 2017 hasta principios de 2022 la dirección estuvo en manos de Dña. Rosana Badía, y desde entonces la directora es Dña. Rosario Pereiro.
Desde sus inicios, el Departamento ha experimentado un gran crecimiento en profesorado, actividad investigadora e instalaciones (pasó de las estrecheces del edificio de la calle Calvo Sotelo al edificio actual).
