中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）創建于1949年3月，當時定名為“大連大學科學研究所”，1961年底更名為“中國科學院化學物理研究所”，1970年正式定名為“中國科學院大連化學物理研究所”。
大連化物所是一個基礎研究與應用研究并重、應用研究和技術轉化相結合，以任務帶學科為主要特色的綜合性研究所。七十多年來，大連化物所通過不斷積累和調整，逐步形成了自己的科研特色。1998年，大連化物所成為中國科學院知識創新工程首批試點單位之一；2007年經國家批準籌建潔凈能源國家實驗室；2010年8月，大連化物所在“創新2020”發展戰略研討會中將所發展戰略修訂為“發揮學科綜合優勢，加強技術集成創新，以可持續發展的能源研究為主導，堅持資源環境優化、生物技術和先進材料創新協調發展，在國民經濟和國家安全中發揮不可替代的作用，創建世界一流研究所”。
大連化物所重點學科領域為：催化化學、工程化學、化學激光和分子反應動力學以及近代分析化學和生物技術。
大連化物所圍繞國家能源發展戰略，于2011年10月啟動了潔凈能源國家實驗室（DNL）的籌建工作，DNL是我國能源領域籌建的第一個國家實驗室，設有燃料電池、生物能源、化石能源與應用催化、節能與環境、低碳催化與工程、太陽能、儲能技術、氫能與先進材料、能源基礎和戰略、能源材料（籌）、能源戰略研究中心、能源研究技術平臺等11個研究部和1個研究平臺；設有儀器分析化學、精細化工、催化基礎、化學激光、化學動力學、航天催化與新材料、生物技術、大連光源科學、本草物質科學等9個研究室。設有催化基礎和分子反應動力學兩個國家重點實驗室；設有低碳催化技術國家工程研究中心、國家催化工程技術研究中心、膜技術國家工程研究中心、國家能源低碳催化與工程研發中心等多個國家級科技創新平臺；設有化學激光、分離分析化學、燃料電池及復合電能源、航天催化材料、電化學儲能技術等5個中國科學院院級實驗室。另外，大連化物所還與國外著名大學、公司和研究機構聯合設立了中法催化聯合實驗室、中法可持續能源聯合實驗室、中德催化納米技術伙伴小組、DICP-BP能源創新實驗室、DICP-SABIC先進化學品生產研究中心和中法分子篩聯合實驗室等十幾個國際合作研究機構。
2017年10月，中科院批準依托大連化物所籌建中科院潔凈能源創新研究院，以“能源科學與技術創新保障國家能源安全和可持續發展”為使命，加快構建“1+X+N”開放融合的創新組織體系，組建能源領域強大科技創新“集團軍”，參照國家實驗室體制機制先試先行。2018年4月，中科院批準依托大連化物所啟動實施“變革性潔凈能源關鍵技術與示范”A類先導專項，總經費16億元，通過變革性關鍵技術突破與示范，實現化石能源、可再生能源、核能的融合發展，為構建我國清潔低碳、安全高效的能源體系提供技術支撐，為爭取潔凈能源國家實驗室創造條件。
2021年，大連化物所按照中科院的統一部署，經過反復研討和凝練，確定了研究所“十四五”規劃。其中，使命定位：“貫徹‘兩加快一努力’要求，聚焦保障國家能源安全和實現‘雙碳’戰略目標，我所將繼續堅持以可持續發展的能源研究為主導的戰略定位，以全國重點實驗室為平臺，加強能源戰略研究，堅持基礎研究與應用研究并重，在化石資源優化利用、化學能高效轉化、可再生能源等潔凈能源領域，持續提供重大創新性理論和技術成果，滿足國家戰略需求，保障人民健康，發揮不可替代的作用，率先建設世界一流研究所”；四個主攻方向：“雙碳戰略下的能源催化轉化與多能融合，極紫外光源技術及其化學動力學前沿研究，以化學激光為代表的化學能高效轉化，面向生命健康的分離測量技術和儀器”；八個新興前沿方向和未來技術：“新一代高安全、高能量密度水系電化學儲能技術，高溫固態質子交換膜燃料電池技術，人工光合固氮固碳制備尿素，固態鋅離子傳導膜反應器中同時發電及固碳，高分辨二次電子-離子共聚焦成像質譜技術，高電壓鋰電池技術，典型催化反應過程的人工智能和數字孿生，分子全景時空超分辨四維成像解析物質結構與功能”。
自建所以來，大連化物所造就了若干享譽國內外的科學家及一大批高素質研究和技術人才，先后有20位科學家當選為中國科學院和中國工程院院士，4位當選為發展中國家科學院院士，1位當選為歐洲人文和自然科學院院士，1位當選為加拿大工程院國際院士。截至2021年底，在所工作兩院院士14人，國家萬人計劃入選者29人，創新人才推進計劃入選者25人，國家杰出青年基金獲得者32人，國家優秀青年基金獲得者17人。大連化物所是國務院學位委員會授權培養博士、碩士學位的單位，具有物理學、化學、材料科學與工程和化學工程與技術四個一級學科博士學位授予權。大連化物所具有博士生導師、碩士生導師資格審批權，現有博士生導師173人，碩士生導師206人。截至2021年底，在所研究生1525人（含聯合培養426人，留學生66人），其中博士生838人，碩士生687人。已培養研究生3335名，其中博士2344名，碩士991名。設博士后流動站2個，在站博士后320人。
2012年以來，以第一完成單位獲得省部級以上獎勵70余項，其中獲得國家獎勵7項，中科院、省部級一等獎18項。2013年，張存浩院士獲得國家最高科學技術獎；2014年，“甲醇制取低碳烯烴技術”獲得國家技術發明一等獎，2020年，“納米限域催化”獲得國家自然科學一等獎。
2012年到2021年，大連化物所發表SCI論文總數11162篇。其中，影響因子大于5的4802篇，1923篇學術論文發表在Science、Nature、Angew. Chem、JACS等頂級學術刊物上（IF>9）。出版科技專著29部。
2012年到2021年，大連化物所累計申請專利11997件，其中國際專利（含PCT）申請1090件，累計專利授權5356件，其中國際專利授權467件。
大連化物所主持出版英文學術期刊Chinese Journal of Catalysis（《催化學報》，英文刊）和Journal of Energy Chemistry（《能源化學》，英文刊），以及國內色譜領域核心期刊《色譜》。其中，Chinese Journal of Catalysis和Journal of Energy Chemistry的SCI影響因子分別為9.676和8.271，在SCI收錄的中國化學類期刊中名列前茅；《色譜》中信所影響因子1.823，在其收錄的40種化學類期刊中排名第二。2021年Chinese Journal of Catalysis和Journal of Energy Chemistry在中科院期刊分區中居化學類一區，獲中國科技期刊卓越行動計劃“重點期刊”項目資助，并被評為“中國最具國際影響力學術期刊”。