Pendidikan teknik kimia di ITB diselenggarakan sejak September 1941 dalam bentuk Chemische Technologie Department, saat itu masih berada di bawah Technische Hoogeschool (THS) te Bandoeng yang didirikan pemerintah Hindia Belanda. Selama pendudukan Jepang di Indonesia, THS diubah namanya menjadi Bandung Kougyou Daigaku (BKD) dan pendidikan teknik kimia diselenggarakan di Oyakagabuka (bagian kimia). Pada tahun 1957, departemen ini dipindahkan ke Universitas Indonesia di bawah Fakultas Teknik hingga akhirnya berada dalam naungan Institut Teknologi Bandung pada tahun 1959. Pada tahun 1973, ITB meresmikan Fakultas Teknologi Industri (FTI) dan menempatkan Jurusan Teknik Kimia di dalamnya. Jurusan Teknik Kimia secara resmi diubah menjadi Program Studi Sarjana Teknik Kimia (PS Sarjana TK) ITB pada tanggal 11 Juli 1996 menurut Surat Keputusan Dirjen Pendidikan Tinggi No. 218/DIKTI/Kep/1996.

Program Studi Sarjana Teknik Kimia awalnya memiliki 4 (empat) jalur pilihan, yaitu Teknologi Kimia, Bioproses, Pangan, dan Bioenergi. Sejak tahun 2015, jalur Teknologi Pangan dan Teknologi Bioenergi resmi berdiri sendiri menjadi Program Studi Sarjana Teknik Pangan (PG) dan Teknik Bioenergi dan Kemurgi (TB) yang sama-sama berada di bawah FTI-ITB. Program Sarjana Teknik Kimia memperoleh Akreditasi Unggul dari Badan Akreditasi Nasional-Perguruan Tinggi (BAN-PT) pada bulan Agustus 2020. PS Sarjana TK juga hingga saat ini merupakan satu-satunya Program Studi Teknik kimia di Indonesia dan program studi ketiga di ITB yang terakreditasi oleh Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET) dari Amerika Serikat yang diperoleh pada bulan Juli 2011 dan telah direakreditasi pada bulan Juli 2017.