Powstanie Gmachu Technologii Chemicznej było przede wszystkim odpowiedzią na potrzeby rozwijającego się przemysłu chemicznego, którego inicjatorem i mecenasem był prezydent Ignacy Mościcki. Obiekt wybudowano w latach 1930-1934 według projektu Czesława Przybylskiego. Powstał jednocześnie z Gmachem Elektrotechniki, od którego, pry zachowaniu plastycznej spójności, odróżniała go symetria w kompozycji planu i bryły.
Gmach składał się z trzech segmentów – dwóch bloków o zróżnicowanej wysokości od jednej do trzech kondygnacji, mających wewnętrzne dziedzińce, oraz spajającego je elementu centralnego, górującego nad całością. Punktem kulminacyjnym kompozycji było umieszczone na najwyższym piętrze audytorium na 220 słuchaczy.
W budynku znajdowały się pomieszczenia zakładów, a segment środkowy przeznaczono na funkcje ogólne, czyli hole, szatnie, sanitariaty i klatki schodowe, a na wyższych kondygnacjach: bibliotekę, małe audytorium dla 80 osób i wspomniane duże audytorium w układzie amfiteatralnym na drugim piętrze. Tarasy na dachach przeznaczono głównie na pracownie na otwartym powietrzu.
Budynek ucierpiał podczas II wojny światowej. Odbudowano go w latach 1946-1948, a potem rozbudowano o nowe skrzydło, magazyn materiałów łatwopalnych, aż wreszcie dostawiono badawczy Pawilon Technologii Chemicznej (projekt Zbigniewa Pinińskiego).
Na elewacji od strony ul. Koszykowej znajduje się charakterystyczny biały kontur picassowskiego gołąbka pokoju. Powstał w latach 50., prawdopodobnie z okazji Festiwalu Młodzieży.
Gmachem Technologii Chemicznej i Gmachem Chemii zarządza Wydział Chemiczny.
