Кафедра физической химии создана в Санкт-Петербургском университете в 1914 г. Первый заведующий — чл.-корр. АН СССР Михаил Степанович Вревский (1871-1929), автор классических работ по термодинамике растворов, продолжатель исследований Д.П. Коновалова, лауреат Ленинской премии. В 1929 году кафедру, преобразованную в кафедру физической и коллоидной химии возглавил - чл.-корр. АН СССР Иван Иванович Жуков (1880-1949).

С 1939 по 1988 год кафедрой руководил академик АН СССР Борис Петрович Никольский (1900-1990), один из крупнейших российских физико-химиков. Исследования, выполненные под руководством Б.П. Никольского послужили основой для развития важнейших работ кафедры по ионометрии, теории и практике pH-метрии, оксредметрии, новых направлений в изучении ионного обмена.

После Никольского кафедрой заведовали проф Алексей Георгиевич Морачевский (1988-1997) и чл.-корр. РАН Наталия Александровна Смирнова (1997-2012), которые стали основателями ведущей научной школы “Термодинамика и молекулярно-статистическая теория сложных флюидных систем”. С начала 70-х годов на кафедре ведутся исследования в области статистической термодинамики и компьютерного моделирования. С 2012г заведующий кафедрой - проф. Алексей Исмаилович Викторов.