化學工程聯合國家重點實驗室1987年被批準建設，1991年建成并開放運行。實驗室由清華大學、天津大學、華東理工大學和浙江大學四個分室組成。
浙江大學分室位于浙江大學玉泉校區，1987年初建時主要依托于浙江大學化工系高分子化工教研室，主要研究方向為聚合反應工程，故早期稱化學工程聯合國家重點實驗室浙江大學聚合反應工程實驗室。
隨著化學工程學科的提升，化學工程聯合國家重點實驗室的研究方向不斷拓展，固定人員隊伍也有所擴大。
浙江大學分室堅持以占整個石油化工產值近70％的高分子合成工業為對象，以聚合過程效能的最大化、聚合物產品結構的可控化、聚合過程與聚合物的綠色化、功能聚合物材料的實用化為目標，根據國際化學工程學科的發展趨勢，將研究方向定位于“聚合過程工程”與“聚合物產品工程”。
研究內容包括：
(1) 高粘及非均相聚合動力學，高粘、粘彈、非均相聚合物系的流動、混合、傳質與傳熱，聚合反應器熱、質傳遞的強化與反應器的放大，聚合過程的建模、仿真、優化與先進控制策略；
(2) 新穎高選擇性催化劑及相應的定向聚合、活性自由基聚合，多相多組分聚合物合金、聚合物納米復合材料的原位聚合與反應擠出新技術，聚合物結構的在線檢測與控制技術，聚合物微納結構與原生凝聚態結構的調控新原理、新方法；
(3) 綠色介質中的聚合反應，無溶劑的本體與熔體（聚合）反應，催化劑的載體化與氣相聚合過程，生物可降解高分子的材料化與產業化；
(4) 聚合物及其雜化材料的設計、合成、結構與功能關系，聚合物膜、聚合物納米顆粒與納米膠囊及其在生物醫藥中的應用，聚合物吸附材料、聚合物絮凝劑及其在脫硫、捕碳和水處理中的應用等。
浙江大學分室現有固定人員20人，包括：“長江”特聘教授、國家杰出青年科學基金獲得者李伯耿教授，國家杰出青年科學基金獲得者徐志康教授、申有青教授，教育部“跨（新）世紀人才計劃”入選者馮連芳教授、羅英武教授、鄭津洋教授、徐君庭教授、單國榮教授和包永忠教授等。
