Физикалық химия, катализ және мұнай химиясы кафедрасы екі кафедраның,оның ішінде электрохимия және физикалық химия, катализ және мұнайхимиясы кафедрасының бірігуімен 2011 жылдың тамыз айында құрылды. Әр кафедраның өзіндік тарихы бар.

Физикалық химия және электрохимия кафедрасы С.М.Киров атындағы Қазақ Мемлекеттік университетінің химия факультетінде 1936 ж. құрылды. Кафедра Қазақстанда физикалық химияның дамуына алғышарты болды. Оның құрылу кезінде басшылығында белгілі ғалымдар  А.Н. Никишин, Н.А. Бушмакин, И.А. Штифман, Д.В. Сокольский., А.И. Шлыгин, А.В. Думанский, Е.К. Пичугина, Х.К. Оспанов, М.К. Алдабергенов, Е.А. Аубакиров. Физикалық химияның дамуына өткен ғасырдың танымал ғалымдардың бірі академик М.И.Усанович (кафедрамен 1944-1972 жж. басқарды) өз үлесін қосты. М.И.Усановичтің ерітінділер теориясында, физико-химиялық талдауда, негіздер мен қышқылдар теориясында фундаменталды идеялары бірқатар ғылыми бағыттардың дамуы мен пайда болуына әсерін тигізді. М.И.Усановичтің ұсынылған әйгілі жетістігінің бірі «Қышқылдар мен негіздердің жалпылама теориясы».

Усанович бойынша, қышқылдар деп негіздермен әрекеттее алатын,тұз түзетін барлық заттар. Бұл заттардың көбісінің құрамында сутегі болмайды. Жеке алғанда, қышқылдарға барлық катиондарды жатқызды. Екідайлылық келесідей түсіндіріледі: Жалпы түрде барлық полярлы заттар амфотерлі. Заттардың сәйкес сореагенттің табиғатына байланысты қышқыл да негіз ретінде де әрекеттесу қабілеті заттардың химиялық қасиеттерінің қатысты сипатын дәлелдейді. Қарама-қарсы (қышқылдық және негіздік) қасиеттерге ие заттардың арасындағы реакциялар бұл қасиеттердің толығымен ығыстырмайды, дегенмен әлсіреуіне әкеледі. Осының негізінде М.И.Усанович қышқылдық және негіздік қасиеттер қосылыстардың нақты класына байланысты емес және әр затта белгілі бір дәрежеде болатындығы туралы қорытындыға келеді.

1983 – 2003 жж. кафедра басшылығында химия ғылымдардың докторы, профессор, Халықаралық минералды ресурстар академиясының академигі, ҚазССР-ң белгілі өнертапқышы Оспанов Х.К. болды.

Оның негізінде жаңа заңның негізін құрайтын бірқатар жаңа қорытындылар анықталды. Олар алдын ала тәжірибелік зерттеулерсіз қосылыстардың реакциялық қабілеті туралы болжам жасауға мүмкіндік берді. Берілген зерттеулердің практикалық нәтижелері СССР-ң түрлі өнеркәсіптерінде енгізілді. Ғылыми әлемде Оспанов Х.К. профессорының физикалық химия саласында 4 жаңалығы мойындалды.

Катализ және мұнайхимиясы кафедрасы 1945 ж. АН КазССР академигі Сокольский Д.В. құрылды.

Кафедраның басшылығында:

1945-1970 жж.,«Катализ және техникалық химия кафедрасы» - Каз ССР академигі АН Сокольский Д.В.,

1970-1976 жж.,«Катализ және техникалық химия кафедрасы» – х.ғ.к., доцент Джардамалиева К.К.,

1976-2001жж.,«Катализ және мұнайхимиясы кафедрас» – ҚР HAH корр. Мүшесі, т.ғ.д., профессор К.А. Жубанов,

2001-2009 жж,, «Катализ, коллоидты химия және мұнайхимиясының кафедрасы» - х.ғ,д., профессор К.Б.Мусабеков.

2014 – қазіргі уақытта - х.ғ.д., профессор Е.А. Аубакиров.

ҚазССР ҒА академигі Дмитрий Владимирович Сокольский – Қазақстанда каталитикалық химия мектебінің негізін қалаушысы, химия ғылымдарының докторы, профессор, ҚазССР еңбегі сіңген қайраткері , Социалистік Еңбек Ері. Сокольский Д.В. профессорының ғылыми іс-әрекетінің басты бағыты Баландин А.А. ұнтақ тәріздес металл катализаторының потенциал өзгерісін электрохимиялық әдісті қолдана отырып сұйық фазада болатын реакцияларға қолданылатын каталитикалық гидрогенизация теориясын дамыту болып табылады.

Сокольский Д.В. бұрынғы Кеңес Одағында алғаш рет зерттеуі басталған, газдарды каталитикалық тазалау жұмыстарына үлкен үлес қосты. Оның жетекшілігімен ацетиленді гидратациялау, күкіртсутек, көміртегі тотығы жай молекулаларының тотығуы, Циглер-Натта катализаторларын зерттеу, көмірсутектердің гидрогенолизінен және металдарды коррозиядан сақтау, майларды рафинирлеу және шараптарды тазалау үшін сазды пайдалану, нитроқосылыстарды гидрлеу, қазақстандық мұнайлардың фракцияларын қайта өңдеу және т.б. жұмыстары жүргізілді. Бағытталған зерттеулер нәтижесінде өнеркәсіпке бірқатар жаңа катализаторлар мен процестер енгізілді. Сокольский Д.В. ғалымммен құрылған ғылыми мектеп мұнайхимиялық, бейорганикалық және органикалық синтез, мұнай мен газды қайта өңдеу процестері үшін жаңа каталитикалық және электрохимиялық технологияларды жасап шығару саласында зерттеулерді сәтті түрде жалғастырып жатыр.

1976 -2001 жж. аралығында кафедраны ҚР НАН корр. мүшесі, профессор Жубанов К.А. басқарды.

Жоғарыда аталған өнеркәсіптер үшін технологиялық шарттарға байланысты өнеркәсіпке 12 катализатордың технологиялары енгізілді. Лейпциг химиялық комбинатында сынақтан өткен моно- және динитроқосылыстарын тотықсыздандыру үшін катализаторлар жасалынды. Модульды минизауыт негізінде көмірмұнайхимиялық синтезінің технологиясы құрылды. Көмірдің органикалық массасынан 25-30% ауыр көмірсутектер мен 65-70 % ашық фракциялы, төмен қысымда (50-100 атм.) көмірді каталитикалық гидрогенолиз әдісімен сұйылтудың жаңа тиімді процестері жасалынды. Жубанов К.А. жетекшілігімен жуғыш заттар, изопрен, бутил спирттері, отын элементтері, фотопленка үшін бояу, текстильді материалдар, қағаз, флотореагенттер, метил спирті, тұрақтанған каучук, майларды өндірумен айналысатын 8 ауқымды зауытта катализаторлар енгізілді.