Проблемами синтеза полимеров в Университете занимались задолго до создания соответствующей кафедры. Сергей Васильевич Лебедев (1874−1934), академик, фактический создатель синтетического каучука, начал работать в Ленинградском университете осенью 1925 года на химическом отделении физико-математического факультета. В 1926 году группа Лебедева приняла участие в конкурсе ВСНХССР на разработку способа получения синтетического каучука. Опытный завод по производству синтетического каучука по методу Лебедева был запущен в 1930 году, а в 1931 году была выпущена первая опытная партия каучука. С. В. Лебедев за свои заслуги в развитии органической химии и в области получения синтетического каучука был в 1929 году избран членом-корреспондентом АН СССР, а в 1932 году — действительным членом Академии.
После смерти С. В. Лебедева на химическом факультете ЛГУ в 1938 году была организована лаборатория высокомолекулярных соединений имени С. В. Лебедева, которую возглавил академик А. Е. Фаворский. Значимую роль в организации работы лаборатории играла ученица С. В. Лебедева Анастасия Иосифовна Якубчик. С 1940 года профессор А. И. Якубчик начала читать курс лекций по химии каучука на химическом факультете.
В 1944 году (приказ СНК СССР от 07.10.1944) в ЛГУ на базе лаборатории имени С .В. Лебедева была образована кафедра высокомолекулярных соединений. Кафедру возглавил член-корреспондент АН СССР, профессор Степан Николаевич Данилов (1889−1978), ученик академика А. Е. Фаворского. Кафедрой он руководил до 1950 года, оставаясь в это же время заведующим кафедрой строения органических соединений и директором НИХИ ЛГУ, но затем перешел работать в только что созданный институт высокомолекулярных соединений АН СССР.
В 1950 году руководство кафедрой приняла доктор химических наук, профессор А. И. Якубчик (1894−1973) и оставалась ее руководителем до 1973 года. Деятельность кафедры в эти годы была в значительной степени связана с проблемами синтетического каучука, выявлением зависимостей между свойствами каучуков, их строением и способом получения. В 1973 году в штатном расписании кафедры значились 34 сотрудника, из них 3 доктора наук, 9 кандидатов наук.
Осенью 1973 года заведование кафедрой принял доктор химических наук Борис Иванович Тихомиров, уже выпускник кафедры ВМС (1956 г.). Под его руководством на кафедре в 70-х годах развивалось научное направление, связанное с полисопряженными полимерными системами (тема, которая претерпела взрывной рост в 1990-х годах и привела к открытию органической электроники и вручению нобелевской премии в 2000 году, но к сожалению, уже не ученым из ЛГУ/СПбГУ). Однако в работах Б. И. Тихомирова были выявлены важные механизмы химических реакций в сопряженных системах, что заложило основу создания новых типов стабилизаторов для полимеров. К сожалению, Б. И. Тихомиров рано ушел (в день своего пятидесятилетия), не успев развить многие из своих идей.
В 1983 году кафедру возглавил Вячеслав Сергеевич Иванов — первый из выпущенных кафедрой докторов наук. С именем В. С. Иванова связано развитие нового направления в химии ВМС — радиационной химии полимеров. Став одним из пионеров этого научного направления, В. С. Иванов организовал в ЛГУ лабораторию радиационной химии полимеров, которой и руководил до последних дней. Он является автором учебников и монографий, издаваемых не только в СССР, но и за рубежом, признанным специалистом мирового уровня по радиационной химии полимеров, открытиями которого мы пользуемся по сей день.
В 1990 году заведующим кафедрой был избран Александр Юрьевич Билибин, профессор, доктор химических наук. В эти годы на кафедре появились новые направления — химия жидкокристаллических полимеров и химия дендримеров. В группе Билибина разрабатывали подходы к дизайну и синтезу сложных мономеров для получения жидкокристаллических полимеров, затем идеи создания высокоорганизованных полимерных систем привели к работам в области химии дендримеров, а в дальнейшем и мицеллообразующих полиэлектролитов. В это же время продолжали развиваться и прежние направления кафедры, в том числе, продолжала функционировать лаборатория радиационной химии полимеров и успешно развивались исследования химии антиоксидантов под руководством доцента Нины Семеновны Домниной. Это направление, которое начиналось с решения проблемы стабилизации каучука, в дальнейшем успешно развивалось и привело к созданию высокоэффективных антиоксидантных систем для медицины и защиты растений. В 2017 году на кафедру пришла работать профессор Регина Маратовна Исламова с новым перспективным направлением — химия полимеров кремния и функциональные силиконовые материалы для (опто)электроники и (био)медицины. По настоящее время группа Исламовой занимает ведущие позиции в этой области химии полимеров.
С 2018 по 2023 год кафедру возглавлял доктор химических наук, доцент Иван Михайлович Зорин, выпускник кафедры, ученик А. Ю. Билибина. Его работы были связаны с исследованием самоорганизующихся полимерных систем, а также разработкой биосовместимых полимерных материалов.
С 2023 года заведующим кафедрой является доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, профессор Сергей Владимирович Люлин. С его приходом на кафедре появились новые направления — исследование проблемы «микропластика» и компьютерное моделирование полимеров.
Кафедра химии высокомолекулярных соединений ежегодно выпускает от 3 до 7 магистров и бакалавров. В XXI веке выпуск кафедры составил 175 человек с уровнем бакалавр, специалист и магистр, а также 12 кандидатов наук и 1 доктор наук по профильной специальности «высокомолекулярные соединения».
А всего за время существования кафедра химии высокомолекулярных соединений (с 1948 года) подготовила более 650 профессионалов науки о полимерах, в том числе 50 кандидатов наук.