1958年中国科学技术大学建校时就成立了高分子化学与物理系，是我国高校中第一个成立的高分子系，分为有机合成、高分子化学、高分子物理化学和高分子物理四个专业。1959年合并为高分子化学和高分子物理两个专业。第一任系主任由北京化学所的党委书记华寿俊兼任；第二年就由我国高分子化学的前辈王葆仁院士任系主任，并兼任高分子化学教研室主任；我国高分子物理的前辈钱人元院士任高分子物理教研室主任。随后，高分子化学与高分子物理两个专业先后归属于近代化学系、应用化学系以及材料科学与工程系。1997年化学与材料科学学院成立，高分子系恢复建制，更名为高分子科学与工程系(简称高分子系)。2001年，原属应用化学系的辐射化学专业并入，加强了高分子系的综合实力。近期，同属中科大高分子学科的吴奇院士，张广照教授，李良彬教授，闫立峰副教授等加入高分子系，从而进一步壮大了中科大高分子系的科研力量。
高分子系建系后的三十年内，逐步调入和留校了一大批年富力强的老师，凝聚成了一支精悍的教师队伍，他们研究领域涉及广泛，在全国高校中屈指可数，为高分子系今天的发展奠定了基础。复系以来，在中科大领导的关心、支持和全系师生的努力下，高分子系在学科建设、科学研究和人才培养等诸多方面取得了快速发展，成为我国高分子学科的科学研究与人才培养重要基地之一。尤其2000年起，随着中科院'创新工程'的实施，高分子系不断充实力量，人才辈出；三位教授荣获国家自然科学基金委 '杰出青年基金'资助 (张其锦教授，刘世勇教授，梁好均教授)，目前中科大高分子系共有四位国家杰出青年科学基金获得者 (吴奇教授，张其锦教授，刘世勇教授，梁好均教授)。吴奇院士自2005年担任Macromolecules和Langmuir杂志编委以来，于2006年初开始担任Macromolecules杂志副主编。潘才元教授2006年1月起担任Macromolecules杂志编委，也是国内第一个在大分子杂志担任编委的全职教授。因此中科大高分子学科目前共有两位教授在高分子的顶级专业杂志Macromolecules上担任编委或副主编。
高分子系现有中国科学院院士1名，教授16名，博士生导师14名，副教授8名；每年培养20-30名博士，40-50名硕士，在读本科生约200名。每年可从应届毕业生中免试推荐15名以上德智体全优的学生直接攻读硕士、博士学位。
自2000年以来，高分子系先后承担了科技部《国家重点基础研究发展规划》（2项973项目）、国家攀登计划项目(2项)、国家自然科学基金委重点 (4项)和面上项目 (近30项)，国家杰出青年科学基金项目(3项)、中国科学院方向性创新项目(1项)、国家自然科学基金委新仪器研制项目(1项)、教育部博士点基金项目(5项)、安徽省自然科学基金项目 (10项)，以及多项与国内外企业的合作研究和开发等重要项目，科研经费累计超过5000万元。2005年'大分子溶液和胶体' 教育部创新团队获审批通过。
获知识产权局各类专利15项，而且多项发明专利已经产业化，取得了可观的经济效益，进而获得了两项国家级火炬计划和一项国家重点火炬计划的支持。在广泛深入的应用基础研究的基础上发展起来的辐射乳液聚合制备水性乳胶漆的技术已经进入稳定的工业化生产，成为我校唯一独资而且规模化的特种环保涂料生产基地。'紫外光交联聚乙烯电缆新技术和新产品'在取得一系列理论研究成果的基础上，正在实现产业化，已经初具规模，为我国交联电缆生产技术开拓了一条新途径。
近三年来，平均每年发表SCI论文129篇，而且逐年递增，2005年达150篇；其中影响因子大于3.0的重要论文每年发表约18篇，2005年为28篇。2006年已经有9篇高影响因子论文发表或正式接受，其中PRL一篇。2005年，高分子系连续有两篇论文入选Macromolecules杂志 '20 most accessed articles'。