Pracoviště vzniklo v roce 1946. Jeho první vedoucí byl vynikající učitel a chemik prof. J. Trtílek. Pozornost vzbudila jeho práce o použití difenylkarbohydrazidu a difenylkarbazonu. Jeho spolupracovníci, zejména doc. V. Hofman, doc. J. Borovička, dr. V. Rábová a dr. M. Findurová položili na katedře základy moderní didaktiky chemie. V průběhu půlstoletí katedra prodělala řadu organizačních a kompetenčních změn, úkol připravovat budoucí učitele chemie pro ZŠ (SŠ) zůstal beze změny. Dalším vedoucím byl prof. M. Šimek, který didaktické pracoviště konsolidoval a předvídavě preferoval jeho zaměření na teorii a aplikace technologických systémů ve výuce chemii.
Doc. E. Musilová a dr. B. Černá inklinovaly k posílení experimentálních přístupů a výrazně posouvaly kvalitu pracoviště v oblasti motivace, zájmové činnosti a tvorby učebnic a metodických příruček.
Po roce 1989 přebral vedení katedry doc. J. Budiš, který se společně s dr. B. Černou zabýval především teorií, tvorbou a aplikací výukových videopořadů. Jejich experimentální třídílný seriál se využívá na školách v Německu, Anglii, USA, na Slovensku a v Polsku. Pracoviště se v této době po letech didaktické specializace vrací zpět ke komplexní chemické a didaktické přípravě budoucích učitelů. Na katedru přichází doc. M. Soldán, doc. L. Jančář a doc. H. Cídlová.
Doc. Budiš na dvě období přebírá proděkanskou funkci a v této době vedení katedry přebírá analytický chemik doc. L. Jančář. V rámci sekce přírodních věd PdF MU měla a má katedra výrazný podíl na tvorbě modelu pětiletého dvoustupňového studia , který akceptuje nejmodernější vzdělávací tendence reprezentované Rámcovým vzdělávacím programem.
V tomto období byla katedra chemie posílena i o didaktičku dr. I. Pluckovou, organického chemika dr. J. Šibora a o něco později biochemika dr. P. Ptáčka.
V roce 2004 se dr. J. Šibor na základě výběrového řízení stává vedoucím katedry a v roce 2006 též proděkanem pro magisterské studium a celoživotní vzdělávání a katedra rozšiřuje svoji působnost mimo budoucí učitele chemie na ZŠ též spoluprací na přípravě učitelů pro 1. stupeň ZŠ a též učitelů mateřských školek, přičemž se zapojuje také do programu celoživotního vzdělávání a tzv. univerzity třetího věku.
Dne 1. 10. 2012 byla katedra chemie sloučena s katedrou fyziky a katedrou didaktických technologií. Vedoucím nově vzniklého pracoviště (Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání) se stal doc. P. Sládek. Chemické pracoviště nadále pokračuje v činnosti jako Sekce chemie.