En la crónica de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Oviedo del Prof. Siro Arribas Jimeno se refiere que en los inicios del curso académico 1927-28 se sientan, por parte del Prof. Benito Álvarez-Buylla, las bases para la creación de un Instituto del Carbón, dependiente de su Sección de Química. Posteriormente este incipiente instituto de tecnología química se fusiona con el grupo de Química Inorgánica del Prof. Carlos del Fresno, creándose en 1933 el Instituto de Química Aplicada, de corta y penosa existencia, y en 1934 sus dos secciones, la de Combustibles, de la que era subdirector el futuro catedrático de Química Técnica y Química Orgánica Prof. José Manuel Pertierra, y la sección de Tecnología General, dirigida por el catedrático de Química Teórica y Electroquímica Prof. Ramón Izaguirre y Porset. Su sede era una modesta edificación junto al pabellón de Ciencias, anexo al edificio Histórico de la Universidad.
El actual departamento afianza su origen en la cátedra de Química Técnica creada en 1936, poco antes de la Guerra Civil, siendo su primer titular el Prof. Lucas Rodríguez Pire, impulsor en 1947 de la creación en Oviedo del Instituto Nacional del carbón Francisco Pintado Fe, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas, cuya dirección desempeñó hasta 1970. La cátedra se traslada al edificio de la Facultad de Ciencias, inaugurado en 1958 no sin penosos avatares económicos, en la avenida de Calvo Sotelo, antiguo campo de maniobras del Ejército. En ese año se incorpora al claustro de la facultad el Prof. José Benjamín Escudero, que habría de encargarse de la cátedra de Química Física, integrándose en el recién creado Departamento de Química Técnica en 1962, de cuya cátedra también fue encargado desde 1970 hasta 1972.
En esa fecha se incorpora como titular de la cátedra y de la Dirección del departamento quien lo habría de ser durante treinta y dos años ininterrumpidos, el Prof. José Coca Prados, quien, en virtud de su experiencia en la, por aquel entonces, emblematica Universidad de Wisconsin, fue uno de los más fundados impulsores en España de los estudios de la moderna Ingeniería Química.
En 1976 comenzó a impartirse la Especialidad Industrial de la Licenciatura en Química. Durante el mandato del Rector Teodoro López Cuesta, el Prof. Coca, Decano de la nueva Facultad de Química entre 1976 y 1980, contribuyó significativamente en el proyecto de un nuevo edificio de la facultad en el Campus de El Cristo, donde se ubicó el departamento en unas instalaciones que incluían un edifico anexo para plantas piloto que se construyó entre 1984 y 1988, siendo decano Julio L. Bueno de las Heras, a quien Coca había incorporado al departamento en 1973 como profesor adjunto.
En 1987 se reincorpora al departamento como catedrático José Mario Díaz Fernández, que venía dirigiendo el departamento homónimo de la UPV desde 1981. El cambio de denominación del departamento de Química Técnica a Ingeniería Química vendría en 1982 con la Ley de Reforma Universitaria (LRU), siendo ya Herminio Sastre Andrés catedrático de Tecnologías del Medio Ambiente, y habiéndose ampliado la presencia del departamento en otros campus, particularmente en el de Viesques en Gijón, como pionero en las enseñanzas regladas de Ingeniería Ambiental en la Universidad de Oviedo. Así en 1992 pasa a adoptar su denominación actual de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente.
En 1994 se implanta la titulación de Ingeniero Químico dentro de la Facultad de Química. El departamento participa a partir de esta época en la docencia de los estudios de Ingeniería de Minas (ETSIMO), y en la nueva especialidad Química (1992) de Ingenieros Técnicos Industriales.
En el año 2010 se comienzan a impartir los estudios de Grado, según el EEES, en la titulación de Ingeniero Químico (Facultad de Química) y de Ingeniero Químico Industrial (Escuela Politécnica de Ingenieros de Gijón, EPIG), en las que se participa de forma intensa. Al mismo tiempo se involucra en la formación en Ingeniería Ambiental (en la EPIG, en la Escuela Politécnica de Mieres (EPIM) y en la ETSIMO) así como en los estudios de Biotecnología (Facultad de Biología), reduciéndose por el contrario la formación impartida de Ingeniería Química en las nuevas titulaciones de ingeniería de Oviedo y Mieres. Con fecha de efecto en el curso 2012/13 el Grado en Ingeniería Química impartido en la Facultad de Química en Oviedo obtiene la "Acreditación Internacional" otorgada por la "Institution of Chemical Engineers (IChemE)". Esta Acreditación IChemE reconoce a aquellas titulaciones que ofrecen una elevada calidad, de acuerdo con unos estándares internacionales, en sus enseñanzas en Ingeniería Química. En el año 2016 se graduó la primera promoción del Máster en Ingeniería Química que, con atribuciones profesionales específicas, sustituye al previo sobre Ingeniería de Procesos y Ambiental. También en el
En los últimos treinta años el Departamento ha organizado un buen número de cursos, algunos de ellos máster, de especialización y otros títulos propios de formación permanente de postgraduados, así como de Extensión Universitaria, desarrollando una intensa actividad de colaboración con la industria del entorno. Cabe destacar los másteres de Ingeniería Ambiental (tres ediciones) en colaboración con la ETSIMO, e Ingeniería Alimentaria y Gestión de la Industria Alimentaria, de forma continuada desde 1998. Se han sucedido también los programas de Doctorado en los campos de Ingeniería Química, Tecnología del Medio Ambiente y Biotecnología Alimentaria, impartiéndose actualmente una forma integrada de los mismos bajo de denominación de Ingeniería Química, Ambiental y Bioalimentaria. Los programas de doctorado desarrollados en el departamento han merecido la mención de Excelencia Académica durante sucesivas convocatorias, y la valoración externa publicada de los estudios impartidos viene situando al departamento de forma sostenida en los cinco primeros puestos en su especialidad en el sistema universitario español. El departamento también ha contribuido al destacado puesto que la Facultad de Química ocupa, en su especialidad, dentro del escalafón internacional.
Tras treinta y dos años ininterrumpidos en la dirección del departamento, han sucedido a J. Coca (Profesor Emérito desde 2012), Julio L. Bueno (2004-2012), Mario Díaz (2012-2016) y Susana Luque desde 2012. Incluyendo a los cinco ya mencionados, y amén de los recientemente prejubilados Ricardo Álvarez, José Berrueta, Ramona Díaz, Luis A. García Díaz, Carmen Pazos Medina e Ignacio Medina Castaño, en la actualidad el departamento tiene dieciséis catedráticos en activo, buena parte de ellos responsables de activos Grupos de Investigación (Fernando Díez Sanz, Elena Marañón Maison, José Ramón Álvarez Sainz, Aurelio Vega Granda, Salvador Ordóñez García, Francisco Riera Rodríguez, Manuel Rendueles de la Vega, Antonio Gutiérrez Lavín, Leonor Castrillón Peláez, Manuel Mahamud López, y Carlos González Sánchez), y otros seis profesores permanentes (Olvido Iglesias Huelga, Adriana Laca Pérez, Eva Díaz Fernández, Yolanda Fernández Nava, Consuelo Pizarro García, y Pablo Marín González).