創建于1949年3月，當時定名為大連大學科學研究所，后幾經更名，1962年正式命名為中國科學院大連化學物理研究所。

大連化物所是一個基礎研究與應用研究并重、應用研究和技術轉化相結合，以任務帶學科為主要特色的綜合性研究所。大連化物所通過不斷積累和調整，逐步形成了自己的科研特色。1998年，大連化物所成為中國科學院知識創新工程首批試點單位之一。通過凝練科技目標，確立了“發揮學科綜合優勢，加強技術集成創新，以可持續發展的能源研究為主導，堅持資源環境優化和生物技術和創新材料創新協調發展，在國民經濟和國家安全中發揮不可替代的作用，創建世界一流研究所”的戰略目標，在中國能源的可持續發展、資源優化利用、國家安全，以及國民生命與健康等領域發揮著重要作用。2007年經國家批準籌建潔凈能源國家實驗室。

大連化物所重點學科領域為：催化化學、工程化學、化學激光和分子反應動力學以及近代分析化學和生物技術。

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