中南大学冶金及应用物理化学研究所的前身为成立于1959年的中南矿冶学院物理化学教研室，陈新民院士为首任教研室主任，直至1978年。2000年成立冶金及应用物理化学研究所，陈启元教授为首任所长。研究所承担着物理化学（隶属于化学一级学科）及冶金物理化学（隶属于冶金工程一级学科）两个二级学科的建设，并在这两个学科都进行本科、硕士、博士、及博士后阶段的人才培养。

物理化学教研室的成立，标志着我校物理化学学科的系统发展与建设。中南大学（原中南矿冶学院）拥有国内外最完整的有色金属地、采、选、冶、材、加工学科群，在上述学科背景下，我国冶金物理化学学科奠基人之一、中国科学院院士、原中南矿冶学院院长陈新民教授于1967年以物理化学教研室为依托，创办了我国首批冶金物理化学专业，这是一个由物理化学与冶金过程相融合形成的学科交叉的新学科，依托冶金工程一级学科的整体优势，针对有色金属冶金体系多元、多相、复杂的特点，通过多学科交叉与新理论、新概念、新技术移植，在冶金热力学与热化学、冶金动力学与过程强化、冶金电化学基础理论及电化学工程、有色金属二次资源化学、材料物理化学与新能源材料等方面，系统开展了基础理论的前沿探索与工程应用研究，为解决我国有色金属行业重大科学问题和冶金新方法、新技术的提出作出了贡献。同时也逐步形成了具有我校特色与优势、在国内具有重要地位的学科体系。

1978年获得了冶金物理化学硕士学位授予权，1981年获得了首批冶金物理化学博士学位授予权。2005年获得了物理化学硕士学位授予权，2010年获得了物理化学博士学位授予权。冶金物理化学学科在“十五”及“十一五”期间均被评为湖南省重点建设学科，其中“十五”和“十一五”期间建设评估验收均为优秀（2005年和2011年）。

经 “211工程”、“985工程”及湖南省重点学科建设，本学科已成为我国冶金物理化学科学研究和高层次人才培养的重要基地，并成为“难冶有色金属清洁生产国家工程实验室”（2008年）及“有色金属资源化学教育部重点实验室”（2007年）的重要组成部分，本学科还是国际热分析与量热学联合会中国国家代表挂靠单位和中国有色金属学会冶金物理化学学术委员会挂靠单位。