化学工程联合国家重点实验室1987年被批准建设，1991年建成并开放运行，由清华大学、天津大学、华东理工大学和浙江大学四个分室组成。四个分室强强联合、优势互补，构成了我国唯一定位于化学工程一级学科的国家重点实验室。
化学工程联合国家重点实验室浙江大学分室位于浙江大学玉泉校区，1987年初建时主要依托于浙江大学化工系高分子化工教研室，主要研究方向为聚合反应工程，故早期称化学工程联合国家重点实验室浙江大学聚合反应工程实验室。
随着化学工程学科的提升与发展，化学工程联合国家重点实验室的研究方向不断拓展，学科交叉日益加强。浙江大学分室坚持以聚合物工业为对象，以聚合过程效能的最大化、聚合物产品结构的可控化、聚合过程与聚合物的绿色化、功能聚合物材料的实用化为目标，根据国际化学工程学科的发展趋势，将主要研究方向定位于“聚合过程工程”与“聚合物产品工程”。
研究内容包括：
(1) 高粘及非均相聚合动力学，高粘、粘弹、非均相聚合物系的流动、混合、传质与传热，聚合反应器热、质传递的强化与反应器的放大，聚合过程的建模、仿真、优化与先进控制策略；
(2) 新颖高选择性催化剂及相应的定向聚合、活性自由基聚合，多相多组分聚合物合金、聚合物纳米复合材料的原位聚合与反应挤出新技术，聚合物结构的在线检测与控制技术，聚合物微纳结构与原生凝聚态结构的调控新原理、新方法；
(3) 绿色介质中的聚合反应，无溶剂的本体与熔体（聚合）反应，催化剂的载体化与气相聚合过程，生物可降解高分子的材料化与产业化；
(4) 聚合物及其杂化材料的设计、合成、结构与功能关系，聚合物膜、聚合物纳米颗粒与纳米胶囊及其在生物医药中的应用，聚合物吸附材料、聚合物絮凝剂及其在脱硫、捕碳和水处理中的应用等。
浙江大学分室现有固定人员20人，包括：973项目首席科学家1名（李伯耿教授）、“长江”特聘教授1名（李伯耿教授）、国家杰出青年科学基金获得者3名（李伯耿教授、罗英武教授、申有青教授）、教育部“跨（新）世纪人才计划”入选者6名（冯连芳教授、罗英武教授、单国荣教授、包永忠教授、郑津洋教授、林东强教授）。多年来浙江大学分室为国家的基础问题研究、重大项目攻关、技术成果转化、国际合作交流、人才培养等做出了重要贡献。