Історія заснування кафедри бере початок з 1990 року, коли  вперше в Україні в Київському політехнічному інституті на кафедрі загальної хімії (завідувач проф. Красуцький П. О.) було створено відділ біотехнології. У 1992 році на основі наказу Міністерства освіти України була відкрита нова спеціальність «Біотехнологія». Одночасно кафедра загальної хімії була перейменована на кафедру загальної та біоорганічної хімії та здійснила перший набір студентів-біотехнологів.

З 1998 р. завідувачем кафедри стала к.б.н. Шинкаренко Любов Миколаївна. В цьому ж році було здійснено перший випуск спеціалістів-біотехнологів. З наступного року частина кафедри була виділена у окремий підрозділ – кафедру біотехнології, на базі якої у 2001 році було створено перший в Україні факультет біотехнології і біотехніки. Першим деканом факультету стала Шинкаренко Л.М. З 2001 року кафедра отримала назву промислової біотехнології.

З 2006 року кафедру очолював д.б.н., проф. Дуган Олексій Мартем’янович, який став також деканом факультету.  З 2015 року керівником кафедри є доцент, д.т.н. Тодосійчук Тетяна Сергіївна, а серед співробітників кафедри 4 професори, 6 доцентів, 3 старші викладачі та 2 асистенти, що готують фахівців та магістрів за спеціальністю «Біотехнології та біоінженерія» спеціалізацією «Промислова біотехнологія».

За час існування кафедра підготувала більше ніж 500 спеціалістів-біотехнологів, більше 10 кандидатів наук, готує докторантів. Випускники кафедри працюють на провідних промислових підприємствах біотехнологічної та фармацевтичної галузі, викладають у вищих навчальних закладах, створюють нові препарати та технології у дослідницьких інститутах Національної академії наук України.