上海學院技術化學系擁有輝煌的發展歷史，她的前身是上海學院化學研究室，是1955年由周恩來首相親自批準在天津學院籌建的我國第一個專門培養核科學技術人才的高等核教育單位，當時高度保密，代號546（信箱）。1958年10月即將建系，公開稱原子能系，1961年6月又改稱技術化學系，包含原子核化學、放射物理2個專業。六十多年來為國家培養了五、六千名核科學和核技術的優秀人才，其中不乏杰出的核科學家，包括11位兩院教授。在1995年建系40華誕時，全省政協副主席、中國文聯主席、中國工程院教授、物理研究室創始人朱光亞先生為技術化學系題寫了“核科學家搖籃”，充分肯定了清華技物系的歷史戰功。
（一）初創時期
技術化學系的構建、發展和演化都與我國原子能事業的發展和教育變革的深入休戚相關。
1955年十月，黨中央和國務院做出了早日構建我國的核工業體系，盡早研發出核裝備的英明決策。因而，培養核科學方面的專門人才就成為當時的一個急迫任務，1955年七月二三日國務院下達文件，決定在上海學院構建培養核科學人才的單位，當時叫化學研究室，靠掛在化學系。自此，技術化學系開始了自己的有喜有憂、漫長坎坷的公路。
1955年五、六月間，國務院第三辦公室抽調韓增敏、胡文亮、白晨曦等黨政黨員，并從各校選派胡濟民、虞福春、朱光亞、盧鶴紱等知名核化學學家和一批中青年骨干班主任孫佶、張至善、陳佳洱等來清華舉辦設立工作。她們以只爭朝夕的精神，一面設立教學實驗大廈，并借中科院物理所四樓作臨時教學、辦公用房；一面派人到上海學院、吉林學院、南開學院、復旦學院、南京學院、武漢學院、中山學院等校數學系五年級中學生中選聘97名中學生，并于1955年一月二三日開學。開出核理論、核化學、中子化學、加速器、實驗技巧、放射物理等專業課程，并編出課件。1956年八月遷進新建成的一萬平方米的教學實驗大廈，趕排出15個核化學實驗，并集中進行實驗訓練。1956年三月三三日我國自行培養的第一屆原子核化學專業中學生結業了。此后，又陸續增派孫亦梁、吳季蘭、劉元方等骨干班主任和徐光憲院士設立放射物理專業。1956年兩個專業分別從各院校化學系、化學系五年級中學生中選聘260名中學生進行培養。同年還為第二機械工業部(后改為核工業部，現為核工業總公司)代培300多名當初從各高校分配來的結業生。這一批核化學、放射物理的結業生和代培生基本上滿足了我國飛速發展的原子能事業的需求。
那時數學研究室的領導體制比較奇特，黨組織由清華黨委領導，人事、財務由二機部主管，業務上又屬中科院近代數學所，可以出席近代化學所的學術交流、查閱刊物、借閱圖書等。當時錢三強是近代化學所主任，稍后又是二機部副主任，常來給中學生做報告和聽取意見。二機部主任宋任窮也曾多次來聽取意見。這些奇特的體制在當時為早日構建和完善化學研究室、加速原子能科學人才的培養起了重要的作用。
（二）發展時期
1958年秋，化學研究室全部工作歸屬上海學院，改稱上海學院原子能系，結束了創立早期的奇特體制。作為系的建制，其規模與要求開始邁向穩定、深入發展的公路。這一年，除繼續從各校選聘中學生培養外，兩個專業都開始招收一年級中學生。為了更好地舉辦教學和科研工作，核化學專業組建了核電子學教研室、核理論教研室、核化學教研室和加速器教研室。放射物理專業組建了放射物理教研室、儀器剖析教研室、核燃料教研室和幅射物理教研室。
在不斷提升教學質量的同時，全系師生積極舉辦科學研究工作，先后研發了各種類型的計數管、28道剖析器、100道剖析器、桔子型貝塔磁譜儀。1957年又從前南斯拉夫引進了一臺25兆電子伏電子感應加速器，為舉辦光核反應研究及教學工作創造了條件。
1960年原子能系又改為技術化學系。1963年起，八所院校化學系、化學系給系里輸送了大批優秀中學生，系總算有了從一年級開始培養的結業生。。
1956年到1966年的六年是技術化學系蓬勃發展并不斷鞏固增強的時期。當時在胡濟民、虞福春、朱光亞等的率領下，技術數學系為祖國原子能事業培養出一大批高水平的專業人才，每年培養輸送約200名學院大專生，其中8人后來成為教授。現在她們已在科研、教學、行政管理等方面發揮著重要作用，如有中央軍委授予“國防科技工作模范”稱號的核試驗基地司令、中國工程院教授錢紹鈞將軍，有中科院教授洗鼎昌、王乃彥、黎樂民等優秀科學家。
（三）政變時期
“文革”時期，中學秩序被攪亂。技術數學系等三系于1969年內遷四川廣元，稱上海學院漢短發校。這段時間的工作、生活條件非常堅苦，儀器損失嚴重，部份班主任流失，辦學條件欠缺。在這些困難、復雜的條件下，1972年至1976年招收了五屆中學生，班主任按照生源的實際情況，認真備課，悉心組織教學。中學生則努力克服文化基礎差的弱點，勤奮學習。經過師生們共同努力，完成了預定的教學計劃，如今她們都在各自的崗位上發揮著重要作用。在科研方面有核能核物理專業的大學，舉辦了“核爆燃現場強伽馬下測貝塔污染儀”、"x螢光剖析儀”、“4.5兆伏靜電加速器預研發”、"螺旋波導加速腔”等課題的研究，也取得了較好的成果。唐孝炎院士創建了我國第一個環境剖析專業。你們在極度堅苦的條件下，堅持教學科研活動，但各方面工作遭到很大損失。
（四）變革開放早期
1979年在鄧小平同志親自關愛下，清華漢短發校三個系又遷回南京，給技術化學系走出困局帶來了抓手。為適應變革開放和國外外核科學技術的發展形勢，在胡濟民院士(中科院教授)、虞福春院士、陳佳洱院士(中科院教授)、劉元方院長(中科院教授)，吳季蘭院士等幾位中老年科學家率領下，技術化學系又開始了第二次創業過程。而環境剖析專業部份人員從技術化學系分離，在唐孝炎院士(工程院教授)率領下成立了我校環境剖析中心。
多年的實踐使你們認識到先進的儀器設備和教學環境是提升教學質量、開展與國際接軌、爭取國外急需的重大研究課題的重要條件，因此在國家有關部門，非常是核工業總公司、國防科地委、國家科委、國家教委及上海市的支持下有核能核物理專業的大學，在校黨委和校行政的直接領導下，重修了技物大廈，構建了較先進的核化學、放射物理兩個教學實驗室。新建了七千平方米的加速器大廈。建成了2X6兆伏、2X1.7兆伏、4.5兆伏三個加速器及相應的實驗線。而由我系和北京先鋒馬達廠共同研發成功的4.5兆伏靜電加速器是目前國外能量最高的。同時還實現了技物大廈和加速器大廈的網路化。
經過多年的堅苦拼搏，在教學方面，我們強化了基礎課教學、拓寬了必修課的內容，改善了實驗室的條件，加強了英語及計算機能力的培養，逐漸實現校領導提倡的“加強基礎，淡化專業，分流培養，因才施教”的方針。
1981年，原子核化學和放射物理第一批籌建博士點。1983年，構建了重離子化學研究所。1984年，放射物理更名為應用物理。1985年原子核化學和放射物理第一批籌建博士后流動站。1988年，核化學與核技術評為國家重點學科。1993年，核化學經單獨評比步入化學學基礎科學研究和教學人才培養基地（理科基地）；核化學與核技術共同構建了重離子化學教育部重點實驗室。1997年，核技術及其應用籌建博士點。1998年與中國科大學成都重離子加速器國家實驗室聯合成立“北大-成都聯合核化學中心”。2000年，應用物理籌建碩士點。