Binh chủng Hóa học có ngày truyền thống là ngày 19 tháng 4 năm 1958. Vào ngày này năm 1958, Tiểu đoàn hóa học đầu tiên được thành lập, mang tên Tiểu đoàn hóa học 6, trực thuộc Trường Sĩ quan Lục quân (đến 30 tháng 1 năm 1962 đổi phiên hiệu thành Tiểu đoàn hóa học 901). Ngoài ra còn có 2 đại đội hóa học thuộc các Sư đoàn 308 và 320.

Trước đó không lâu, ngày 13 tháng 3 năm 1958, Bộ Tổng Tham mưu đã ban hành Công văn 173/BTM về việc thành lập Phòng Hóa học-Nguyên tử thuộc Cục Huấn luyện chiến đấu, Tổng cục Quân huấn (sau này khi giải thể Tổng cục Quân huấn thì chuyển sang thuộc Bộ Tổng Tham mưu).

Tháng 6 năm 1961, thành lập Ban hóa học của các sư đoàn và Phòng hóa học của các Quân khu.

Theo Quyết định số 34/QĐ-QP ngày 9 tháng 5 năm 1966, Phòng Hóa học-Nguyên tử chuyển thành Cục Hóa học thuộc Bộ Tổng Tham mưu.

Bộ Tư lệnh Hóa học được thành lập theo Quyết định số 224/QĐ-QP ngày 17 tháng 7 năm 1976 trên cơ sở Cục Hóa học. Đồng thời, Trường Sĩ quan Phòng hóa, Viện Hóa học quân sự, Trung đoàn hóa học 86, Trường Hạ sĩ quan Hóa học cũng ra đời. Hiện nay Viện Hóa học quân sự chính là Phân viện phòng chống vũ khí NBC thuộc Viện Hóa học-vật liệu, Trung tâm Khoa học và Công nghệ Quân sự.

Khu vực miền Nam Bộ Tổng Tham mưu ra quyết định số 130/QĐ-TM ngày 13 tháng 5 năm 1978 thành lập Kho khí tài 62. Ngày 20 tháng 8 năm 2008 Bộ Quốc phòng ra Quyết định 2469/QĐ-BQP thành lập Trung đoàn Phòng hóa 87, Đến tháng 5 năm 2013 thì 2 trung đoàn 86, 87 được tổ chức lại thành Lữ đoàn.