1957年夏开始了众所周知的一系列政治运动。化学系持续了几年的良好发展势头受到强大挫折。许多能向党坦诚相见的师生，受到不公正的对待，成为批判对象，直到1962年情况才稍有扭转。
1962年的广州会议为知识分子“脱帽加冕”，又给人们带来了希望。次年教育部批准在北大建立以黄子卿、傅鹰先生为首，包括溶
1966年“文化大革命”开始，这场席卷全国的文化、政治浩劫严重影响了化学系的教学科研工作，教师干部队伍受到严重冲击。1969年化学系的教职工，有的留校办厂；有的到东方红炼油厂“开门办学”；有的到江西鲤鱼洲和德安下放劳动。由于教师业务荒疏，更进一步拉大了与国际水平的差距。1970年“工农兵学员”正式入校，他们中多数是渴望学习的，尊重教师，有较强的工作能力，以后有所成就的事实，也是化学系在困难年代为国家培养出有用之才的有力见证。但整体讲来，极“左”的教育路线对化学系的打击依然是严重的。
文革期间，基础研究受到极大抑制，但个别基础研究项目还勉强维持，如猪胰岛素的结构测定。这个课题是由化学系、生物系以及中国科学院物理所和生物物理所协作进行，于1974年完成，以后获全国自然科学二等奖。
四、改革春风送机遇，创新开拓竞一流（1978―2008）
1978年党的十一届三中全会召开，改革的春风吹拂着华夏大地每一个角落，中国的教育和科研事业翻开了新的篇章，北大化学系也进入了又一个中兴时期。当年5月张青莲先生被任命为“文革”后第一任系主任，孙亦梁、张榕森、徐筱杰等教授陆续接任，北京大学化学学科开始了持续稳定的发展新时期。
拨乱反正提高了入学学生水平，学制恢复到4年，培养目标不再强调专门化，实行了学位授予制度，改变以往攻读多年而无学位的做法，同时扩大了博士生导师队伍和研究生培养规模，5个二级化学学科被批准为博士点并设有博士后流动站。酝酿已久的物理化学研究所在1983年正式成立，后又陆续增设了稀土化学研究中心、分析测试中心，分子动态与稳态结构国家重点实验室、稀土材料化学及应用国家重点实验室和生物有机与分子工程教育部重点实验室等机构，获得国家和世界银行贷款约四百万美元，添置了许多大型仪器，扭转了长期存在的仪器设备严重落后的局面，建筑面积20800平方米的化学大楼1989年起投入使用。
通过实行积极的人员流动政策，大力拓展国内外学术交流，大批经验丰富的教师、干部支援外校、外单位，近80名具有博士学位的国内外优秀人才被吸收进来。人员构成比例失调的矛盾有所缓解。恢复了停顿15年的职称评定工作。增设并发挥了系学术委员和系学位委员会的作用。
科研取得显著进展的同时，邢其毅、冯新德、高小霞、徐光宪、唐有祺、张滂、黎乐民等先生也先后被增选为中国科学院院士。同时获得了多项国家和省部级奖励。到90年代初期,获得全国科学大会奖14项，国家自然科学奖及科技进步奖8项，国家教委等部级科技奖43项。1994年化学系正式更名化学与分子工程学院（简称化学学院），2001年原技术物理系应用化学专业并入化学学院。徐筱杰、赵新生、林建华、席振峰、高松相继任化学学院院长。14年来，化学学院致力于推进和完善公平、公开、公正的管理制度，努力建设各尽其职、各得其所、和谐向上的环境，营造更开放和包容、更自由和严谨的学术氛围，鼓励开展系统性的创新科学研究工作，高度重视基础性人才的培养，着力引进优秀青年学术带头人，不断追求新的卓越与辉煌。2007年12月，新建成的新化学南楼正式投入使用，该楼建筑面积22，633平方米，具备化学实验、分析测试、教师办公、学术交流和学术会议等基本功能，化学学院教学与科研环境得到明显改善。目前，化学学院设有5个系：化学系、材料化学系、高分子科学与工程系、应用化学系和化学生物学系；5个研究所：无机化学研究所、有机化学研究所、分析化学研究所、物理化学研究所、理论与计算化学研究所；拥有2个国家重点实验室和2个教育部重点实验室和1个国防科工委国防重点学科实验室：稀土材料化学与应用国家重点实验室、分子动态与稳态结构国家重点实验室、生物有机与分子工程教育部重点实验室、高分子化学与物理教育部重点实验室、放射化学与辐射化学国防重点学科实验室。2003年底国家科技部批准北京大学化学学院与中国科学院化学研究所联合筹建“北京分子科学国家实验室”，并于2007年12月通过建设论证。无机化学、物理化学、高分子化学与物理、有机化学和分析化学5个学科2007年再次被评为国家教育部重点学科。
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