浙江大學高分子學科歷史悠久，我國眾多的老一輩高分子科學家如王葆仁院士、馮新德院士、錢人元院士、楊士林教授、于同隱教授、徐僖院士、潘祖仁教授、沈家驄院士、沈之荃院士等均畢業或執教于浙江大學。1958年浙江大學恢復化學系并設立高分子化學專門化，楊士林教授任系主任。1962年起招收高分子化學方向碩士研究生，1978 年和1984年先后設立“高分子化學與物理”碩士點和博士點，1991年和1994年先后設立“高分子材料”碩士點和博士點。近20年來，浙江大學培養了一大批年輕的高分子科學專門人才，美國芝加哥大學教授俞陸平博士、日本北海道大學教授龔劍萍博士和日本國立分子研究所副教授江東林博士等是其中的杰出代表。
1992年組建了高分子科學與工程學系，是我國第一個包含高分子化學、高分子材料、聚合反應工程專業的理工結合型系。1992-1999年間，封麟先教授任系主任。1998年四校合并組建新的浙江大學時，原杭州大學化學系高分子教研室并入浙江大學高分子科學與工程學系。1999-2008年間，鄭強教授任系主任，2009年起徐志康教授任系主任，學科帶頭人為沈之荃院士、沈家驄院士和鄭強教授。
高分子系由高分子科學、高分子復合材料和生物醫用大分子三個研究所組成，同時建有“教育部高分子合成與功能構造重點實驗室”和“教育部膜與水處理技術工程研究中心”兩個平臺。現有教職員工53人，其中教授23人(含博士生導師22人)、副教授(高級工程師)23人。在校博士生、碩士生350人、本科生254人(不含08級)。設有“高分子材料科學與工程”和“材料化學”兩個本科專業、“高分子化學與物理”碩士點和博士點，“高分子材料”博士點。與化學系共設“化學”博士后流動站，與材料系共設“材料學”、“材料加工工程”和“材料化學與物理”碩士點和博士點以及“材料科學與工程”博士后流動站。2007年，“高分子化學與物理”二級學科通過評審，成為國家重點學科，是浙江大學“化學”一級國家重點學科不可或缺的組成部分，也是國家“211工程”和“985計劃”建設的重點。