Avant 1921, il n’existait pas de programme de chimie à l’Université Laval. Si la matière était enseignée, elle ne l’était toutefois pas de manière structurée.
En juin 1919, le recteur Mgr François Pelletier promet aux milieux d’affaires de la province de mettre sur pied une chaire d’enseignement supérieur en chimie. Séduits par la perspective de former des ingénieurs chimistes, les industriels et hommes d’affaires répondent positivement à la campagne de financement alors lancée. Le recteur pense aussi à une offre de cours destinés aux futurs enseignants du niveau secondaire.
Concilier les visées d’enseignement et de pratique est un défi auquel le recteur doit s’atteler. Faire accepter à la branche conservatrice de l’Université encore profondément catholique d’intégrer une formation pratique en phase avec le milieu industriel en est une autre.
Afin de désamorcer le débat, le recteur convient de la rattacher à la section scientifique de la Faculté des arts. On y préparera les futurs enseignants de chimie et on pourra y suivre un programme de quatre ans menant à la licence et un doctorat en chimie. Mathématiques, dessin, biologie, géologie et physique feront partie du premier cursus offert.
À la rentrée de septembre 1921, l’École supérieure de chimie de l’institution lavalloise accueille ses premiers étudiants. Les locaux sont plutôt modestes, se limitant à une salle de cours et deux laboratoires. Des quatorze étudiants de la première cohorte, seuls trois obtiennent leur diplôme.
En 1937, l’École de chimie constitue le noyau autour duquel la Faculté des sciences est fondée. Dans cette nouvelle entité, l’École devient Département. Au moment où la cité universitaire prend forme à Sainte-Foy, dans les années 1960, le Département de chimie s’installe dans un pavillon Alexandre-Vachon tout neuf, nommé en l’honneur de l’un des premiers directeurs de l’École supérieure de chimie et ancien recteur de l’Université.