Ý tưởng Olympic Hóa học quốc tế đã được phát triển tại Tiệp Khắc cũ vào năm 1968. Nó được thiết kế với mục đích tăng số lượng liên lạc quốc tế và trao đổi thông tin giữa các quốc gia. Lời mời đã được ủy ban quốc gia Séc gửi đến tất cả các nước xã hội chủ nghĩa, ngoại trừ România. Tuy nhiên, vào tháng 5 năm 1968, quan hệ giữa Tiệp Khắc và Liên Xô trở nên nhạy cảm nên chỉ có Ba Lan và Hungary tham gia kỳ thi quốc tế đầu tiên này.[1]

Olympic Hóa học quốc tế lần thứ nhất diễn ra ở Praha từ ngày 18 tháng 6 đến ngày 21 tháng 6 năm 1968. Mỗi nước trong số ba nước tham gia đã gửi tới một nhóm sáu học sinh, và bốn bài tập lý thuyết đã được giải quyết. Bản hướng dẫn cho các kỳ thi tiếp theo đã được đề xuất. Olympic Hóa học quốc tế lần thứ hai diễn ra vào năm 1969 tại Ba Lan, và Bulgaria cũng đã tham gia. Mỗi đội gồm năm học sinh, và phần thi thực nghiệm đã được bổ sung. Quyết định này được đưa ra để mời thêm các nước xã hội chủ nghĩa tới các kỳ thi tương lai và để hạn chế số lượng học sinh đến bốn. Olympic lần thứ ba vào năm 1970 đã được tổ chức tại Hungary với sự tham gia của các nước mới là Đông Đức, România và Liên Xô. Trong kỳ thi này, hơn ba giải thưởng đã được phân phát cho các em học sinh.[2]

Olympic không được tổ chức vào năm 1971, vì ở phần cuối của kỳ thi năm 1970, nhà tổ chức và chủ nhà không thể nhất trí cho sự kiện tiếp theo. Điều này đã được giải quyết trong vòng ba năm kế đó bằng thỏa hiệp ngoại giao để Liên bang Xô viết làm chủ nhà năm 1972, Bulgaria vào năm 1973, và Romania vào năm 1974. Năm 1972 là lần đầu tiên mà các nhiệm vụ chuẩn bị cho Olympic Hóa học quốc tế được tạo ra. Ngoài ra, tại một phiên họp của ban giám khảo, có ý kiến cho rằng các lời mời nên được gửi tới Việt Nam, Mông Cổ, và Cuba. Nhưng thật không may, những lời mời này đã không được gửi đi, và chỉ có 7 quốc gia dự thi trong năm 1973.[3]

Năm 1974, România đã mời Thụy Điển và Nam Tư đến tham dự Olympic ở Bucharest; Đức và Áo đã gửi tới các quan sát viên. Cộng hòa Liên bang Đức là quốc gia NATO đầu tiên có đại diện quan sát viên và điều này chỉ có thể xảy ra bởi vì chính phủ Brandt đã có hợp đồng ở phía Đông. Như vậy, trong năm 1975, Tây Đức, Áo, và Bỉ cũng đã tham gia vào Olympic Hóa học quốc tế.[4]

Olympic đầu tiên không ở một nước xã hội chủ nghĩa đã diễn ra vào năm 1980 ở Linz, nước Áo, mặc dù Liên Xô đã không tham gia. Kể từ đó số lượng các nước tham gia đã tăng lên đều đặn. Năm 1980, chỉ có 13 quốc gia đã tham gia nhưng con số này tăng lên 21 vào Olympic năm 1984 tại Frankfurt / Main. Với sự sụp đổ của Bức màn sắt và sự tan vỡ của Liên Xô thành các quốc gia độc lập vào đầu những năm 1990, số lượng người tham gia tăng lên một lần nữa. Ngoài ra, sự quan tâm của các nước châu Á và các nước Mỹ Latinh cũng trở nên rõ ràng hơn với số lượng người tham gia ngày càng tăng. Có tất cả 47 đoàn đã tham gia vào năm 1998 (IChO lần thứ 30 tổ chức ở Melbourne, Australia, từ 5 tháng 7 đến 14 tháng 7 năm 1998).[5]

Hiện nay, có 75 quốc gia tham dự Olympic Hóa học quốc tế.[6]