O início do Programa de Pós-Graduação em Química na Universidade Estadual de Londrina se deu em 2000 como Curso de Mestrado Acadêmico em Química dos Recursos Naturais com recomendação da CAPES/MEC, conceito 3. Em um  primeiro momento, o APCN teve como base a abertura do curso em área aplicada, seguindo a prerrogativa da CAPES. Além disso, a proposta associava linhas de pesquisa em desenvolvimento no DQUI-UEL, de forma a atender a orientação da CAPES quanto à abertura de um Programa Stricto Sensu, bem como as necessidades regionais. Assim, as áreas de produtos naturais, ambiente e alimentos deram vazão à proposta de Mestrado em Química dos Recursos Naturais (PQRN) que foi aprovado com conceito 3, mantido por dois triênios de avaliação. A partir de 2008 foi apresentada proposta de reestruturação curricular e mudança do curso para Mestrado em Química, cuja aprovação está estabelecida na Resolução CEPE n. 157/2008 de 23 de outubro de 2008 e Câmara de Pós-Graduação n. 28/2008. O Programa de Mestrado em Química tornou-se mais abrangente, fortalecendo a formação básica do pós-graduando, ampliando as linhas de pesquisa e visando o aumento da produção bibliográfica. No triênio de avaliação 2008-2010, já com o Curso de Mestrado em Química em andamento, o conceito subiu para 4.

Em 2013, o curso mais uma vez foi reestruturado, apontando-se a modificação da estrutura curricular e a adoção de critérios de habilitação docente, de forma a otimizar o tempo dispensado às disciplinas por parte dos alunos, bem como estimular a produtividade científica considerando docentes e discentes do programa, priorizando revistas dos estratos Qualis-CAPES A e B. Essas ações tinham como objetivo maior melhorar o desempenho do programa e, portanto, a avaliação quadrienal. Em 2008 também foi aprovado pela CAPES o funcionamento do Doutorado em Química em Associação Ampla UEL/UEPG/UNICENTRO, com uma proposta inovadora. O corpo docente se ampliou, bem como as linhas de pesquisa se tornaram mais dedicadas à Química.

Em 2016, foi submetido o APCN para um novo curso de Doutorado em Química, para ser desenvolvido somente na UEL, como uma consequência da evolução positiva nos últimos anos para as três instituições. Houve então, por parte da CAPES, uma resposta positiva para o início das atividades do Programa de Doutorado, que teve o ingresso da primeira turma em 14/08/2017.

Com o ingresso de estudantes no curso de Doutorado em trabalho conjunto com estudantes do curso de Mestrado ocorreu maior integração entre os grupos e, consequentemente, a ampliação da produtividade e da qualidade técnica do Programa de Pós-Graduação em Química da UEL- Mestrado e Doutorado (PMDQUI-UEL).