O início do ensino, em nível superior, da Físico-Química no Rio Grande do Sul está relacionado a implantação do curso de Química Industrial da Escola de Engenharia de Porto Alegre em 1920. O currículo do curso foi estruturado e implantado pelos doutores Otto Rothe e Erich Schirm, contratados na Alemanha com este objetivo. O curso tinha duração de três anos e contava com uma cadeira de Físico-Química como disciplina especial (eletiva) no terceiro ano. A cadeira de Físico-Química foi ministrada pela primeira vez no primeiro semestre de 1923 por Otto Rothe.
Em 1925 o curso de Química Industrial passou a ter quatro anos de duração e as cadeiras de Físico-Química (teórica e prática) e de Eletroquímica passaram a ser obrigatórias e incluídas no elenco do terceiro ano. Embora a cadeira de Físico-Química fosse oferecida regularmente, o ensino se ressentia da ausência de um especialista da área. A cadeira foi ministrada por diversos docentes com formação em outras áreas, sem responsável fixo. Esta situação se modifica com a contratação, em 1930, de Luiz Pilla que assume permanentemente a cadeira de Físico-Química. A cadeira de Eletroquímica era oferecida regularmente sob responsabilidade de Leovigildo Paiva. Em 1932 uma reorganização curricular incorporou a cadeira de Eletroquímica à cadeira de Físico-Química. Em 1934 a Escola de Engenharia e o seu Instituto de Química Industrial foram incorporados a Universidade de Porto Alegre. O regime docente foi modificado para um regime de cátedras assumindo, em 1935, Luiz Pilla a cátedra de Físico-Química e Elementos de Eletroquímica.
Em 1942 foram implantados os cursos de bacharelado e licenciatura em Química na Faculdade de Filosofia. Nesta faculdade foi criada uma cátedra de Físico-Química e Química Superior que também tinha como responsável o professor Luiz Pilla.
         Em 1947 a Universidade passou a ser denominada Universidade do Rio Grande do Sul (URGS) com a incorporação de unidades sediadas em Pelotas e Santa Maria. Logo a seguir, em 1950, a universidade foi transferida ao controle administrativo da União assumindo sua designação atual de Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).
A partir da década de 50 o aumento do número de alunos nos diversos cursos que incluiam cadeiras de Físico-Química em seus currículos criou a necessidade da contratação de assistentes para as cátedras do Instituto de Química e da Faculdade de Filosofia. Entre estes primeiros colaboradores estavam Antônio Bernardo João Batista Todesco, Yeda Pinheiro Dick, Euclydes Francisco da Rocha Fraga e Albino Rudolfo Ebling.
Em decorrência da reestruturação sofrida pela UFRGS com a implantação da Reforma Universitária foi criado, pela Portaria 909 de 21 de outubro de 1970, o Instituto de Química. Entre os departamentos constituintes do IQ estava o Departamento de Físico-Química. O corpo docente inicial do Departamento de Físico-Química foi formado pelos docentes pertencentes ás cátedras de Físico-Química da Faculdade de Filosofia e da Escola de Engenharia. 
Atualmente, conforme estabelecido no seu regimento, o Departamento de Físico-Química do Instituto de Química é o órgão responsável pela manutenção e desenvolvimento do ensino, pesquisa e extensão na área de Físico-Química procurando abranger todas as suas facetas disciplinares e interdisciplinares no seu mais alto nível.