浙江大学高分子学科历史悠久，我国众多的老一辈高分子科学家如王葆仁院士、冯新德院士、钱人元院士、徐僖院士、杨士林教授、于同隐教授、潘祖仁教授、沈之荃院士、沈家骢院士等均毕业或执教于浙江大学。1958年浙江大学恢复化学系并设立高分子化学专门化，杨士林教授任系主任。1962年起招收高分子化学方向硕士研究生，1978年和1984年先后设立 高分子化学与物理 硕士点和博士点，1991年和1994年先后设立 高分子材料 硕士点和博士点。六十余年来，高分子学科培养了一大批高分子科学与工程专门人才，其中包括一位美国总统奖获得者、十五位国家自然科学基金委杰出青年基金获得者以及近十位国内高校校长和副校长。
1992年组建了高分子科学与工程系，是我国第一个包含高分子化学、高分子材料、聚合反应工程专业的理工结合型系。1992-1999年间，封麟先教授任系主任。1998年四校合并组建新的浙江大学，原杭州大学化学系高分子教研室并入浙江大学高分子科学与工程学系、聚合反应工程专业回归化工系。1999-2008年间，郑强教授任系主任，高分子系归属材料化工学院。2009年起，高分子系再次独立办学，2009年-2017年8月间,徐志康教授任系主任。2017年8月至今,高长有教授任系主任。
目前，高分子系由高分子科学、高分子复合材料和生物医用大分子三个研究所组成，同时建有 教育部高分子合成与功能构造重点实验室 、 教育部膜与水处理技术工程研究中心 、 中国-葡萄牙先进材料联合创新中心 和 浙江省新型吸附分离材料与应用技术重点实验室 四个平台。设有 高分子材料科学与工程 本科专业、 高分子化学与物理 硕士点和博士点、 高分子材料 博士点。与化学系共设 化学 博士后流动站，与材料系共设 材料学 、 材料加工工程 和 材料化学与物理 硕士点和博士点以及 材料科学与工程 博士后流动站。2007年， 高分子化学与物理 二级学科成为国家重点学科，是浙江大学 化学 一级国家重点学科不可或缺的组成部分，也是国家 211工程 和 985计划 建设的重点。
高分子系汇聚了一批老中青结合的优秀人才，包括2位中国科学院院士、7位国家杰出青年科学基金获得者(均为 求是 特聘教授，其中3位 长江学者 特聘教授、2位 万人计划 领军人才人选、1位首批新世纪国家百千万人才工程人选、1位国家有突出贡献中青年专家)、7位国家优秀青年科学基金获得者。
