中国科学院化学研究所开拓发展在几十年的发展过程中，先后以化学所的某些学科方向为主组建了青海盐湖所（1965 年）、感光化学所（1975年）和生态环境中心（1975年）；成都有机所成立时吸纳了化学所的十几位业务骨干；化学所有机氟的工作于 1963 年并入上海有机所
1994年，化学所成为国家科技部和中国科学院基础性研究改革试点单位之一
1998年，化学所被列为首批进入中国科学院创新工程试点的单位之一
1999年3月，中国科学院分子科学中心成立
2003年11月，科技部批准化学所与北京大学共同组建北京分子科学国家实验室
2005年，化学所被评为中国科学院A类研究所
2006年获全国学科评估化学学科最高分
2016年，中国科学院批准依托化学所成立中国科学院分子科学科教融合卓越创新中心
2017年，科技部批准化学所与北京大学共同组建北京分子科学国家研究中心
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