化工学院下设化学工程研究所、联合化学反应工程研究所、聚合与聚合物工程研究所、生物工程研究所、制药工程研究所、工业生态与环境研究所等6个研究所；拥有化学工程联合国家重点实验室(浙江大学)、工业生物催化国家地方联合工程实验室、二次资源化工国家专业实验室、流程生产质量控制与优化国家级国际联合研究中心 (与控制学院合建)等4个国家级实验室；拥有生物质化工教育部重点实验室、工业生物催化浙江省工程实验室、浙江省化工高效制造技术重点实验室、低碳烃制备技术浙江省工程实验室、膜与水处理技术教育部工程研究中心(与高分子系合建)等5个省部级实验室；拥有1个国家级虚拟仿真教学实验室、1个浙江省实验教学示范中心。

2013-2017年，学院获包括国家技术发明奖、国家科技进步奖等在内的省部级以上奖励24项;承担包括国家自然科学基金、国家“973”计划、国家“863”计划、国家科技支撑计划、国家重点研发计划等科研项目1300余项;年均SCI/EI收录论文340余篇;年均授权发明专利140余项，其中国际专利3项，专利应用率36%以上;年均科研经费1.27亿元。近两年，学院有两项研究成果发表于世界顶级期刊 Science上，顶级期刊论文数在浙江大学各相关院系和国内高校化工学科中名列前茅。