南京大学化学系建于1920年，经由中央大学化学系和金陵大学化学系合并而成。其基础化学实验教学中心历史悠久，它的前身是著名的化学家李敏孚、张子高等先生于二十年代初在南京高等师范创建的普通化学实验室，在以后的岁月里，该实验室培养了以39名院士为代表的一大批杰出化学家。老一辈化学家戴安邦院士等在实验教学和实验室建设中倾入了大量的心血，作出了突出的贡献。为了更好地规划实验室建设和实验教学，1983年，南京大学化学系成立了实验室管理委员会，实施二级管理，统管实验室，并进行课程结构的改革。在此基础上，于1999年，由大学化学实验室、仪器分析实验室、有机化学实验室、物理化学实验室、综合化学实验室、化工基础实验室、中级化学实验室(中、大型仪器实验室)和化学信息学实验室等八个基础教学实验室组建成立了由校、院两级管理、依托化学学科的"化学实验教学中心"，并在当年被江苏省教委授予首批江苏省高等学校"省级教学实验中心"。2006年被教育部评为首批"国家级实验教学中心"。通过第二次世界银行贷款项目、学校"九八五"工程建设，"中心"面貌焕然一新。2009年，"中心"完成了仙林新校区化学教学实验室的规划、设计和建设，并正式投入使用。实验室面积从9000平方米增加到12000平方米，实验室宽敞明亮, 中央空调, 通风、照明、消防、环保等符合国家标准, 实验室聘请专业物业管理公司进行现代物业管理，教学条件达到全国一流水平。增添了偏重应用的高分子物理与化学、化工中试和中级应用化学实验室，契合了南京大学"三三制"人才培养目标，完善了教学实验室体系。
