元素有机化学研究所是我国高等院校中成立的首个有机化学研究所。1956年，杨石先校长受周恩来总理委托，承担起中国农药的研制任务，开创了中国有机磷农药的研究。1958年率先在南开大学建起“敌百虫”“马拉硫磷”两个农药车间，填补了我国农药领域的空白。同年8月13日，毛泽东主席亲临南开大学，视察了两个农药生产车间。1959年，在周恩来总理和聂荣臻元帅的亲切关怀下，在国家科委、教育部的大力支持和校党委直接领导下，杨石先校长开始筹建元素有机化学研究所。1962年正式建所，杨石先任首任所长，陈天池任党支部书记兼副所长。

建所初期，元素有机化学研究所共设立七个研究室，由陈天池、何炳林、高振衡、陈茹玉等老一辈科学家担任研究室主任。面向国家对农药的迫切需求，开展了磷、氟、硅、硼等元素的有机化学研究，相继研制出了有机磷32号，灭锈1号，除草剂1号，大豆激素，矮健素，螟蛉畏，燕麦敌，叶枯净，多霉净、粉锈宁等农药品种，先后获得全国科学大会奖，国家自然科学奖，国家科技进步一等奖等20余个奖项，培养出了以陈茹玉和李正名院士为代表的一大批优秀科学家，为我国有机化学和农药事业的发展做出了巨大贡献。

1985年，在元素有机化学研究所基础上建立了元素有机化学国家重点实验室。随后在1995年又建立了农药国家工程研究中心（天津）。至此，元素所迈入了崭新的发展时期。

秉承“发展科学，繁荣经济”的思想，坚持与时俱进，砥砺耕耘，元素所在新的历史时期取得了具有重要影响力的科研成果，为我国有机化学及农药事业的发展作出了杰出贡献。李正名院士团队成功创制的单嘧磺隆除草剂，是我国第一个具有自主知识产权的绿色超高效除草剂，打破了发达国家对我们长期的技术垄断；周其林院士团队发展的高效手性螺环催化剂，是迄今为止最高效的分子催化剂，被国际同行称为“周氏催化剂”，并被成功应用于多种手性药物的工业生产，该研究成果获得了2019年度国家自然科学一等奖。

近 60 年来，元素有机化学研究所赓续初心使命，锐意进取，深化改革，全面推进 特色化学育人体系建设，围绕元素有机新试剂/催化剂，生态农药及有机分子材料开展创新性研究，极大推动了农药化学、元素有机化学、金属有机化学、化学生物学等交叉学科的发展。现有有机化学、农药学 2 个国家重点学科以及有机化学、农药 学和化学生物学三个博士点。元素有机化学研究所现有院士 1 名，国家杰出青年科学基金获得者8 名，教授 36名，副教授 17 名，特聘研究员11名，特聘副研究员1名，博士后 26名，实验及其他系列人员 23 名。

元素有机化学研究所现有独立完善的大型仪器平台，并配套专业的技术支撑人员分磁共振平台、质谱平台、电镜平台、单晶平台、计算平台、有机功能材料平台、农药生物活性测试平台等多个实验测试平台，为高水平的研究工作提供了有力保障。

近十年来，在Science，nature 子刊等著名学术刊物上发表学术研究论文3000余篇，出版专著近百部，授权专利178件，承担了近千项国家，省部级和企业合作的科研课题，获得多项国家和市级荣誉称号。每年举办上百场学术交流研讨会，将“走出去”和“引进来”深入结合。为国家培养了数千名博士和硕士研究生，目前在所学习的博士和硕士研究生 500 余人，设立陈茹玉、万香、TCI等奖学金，开展丰富的文体活动，极大丰富了师生的业余生活。

2019年1月，习近平总书记考察调研了南开大学化学学院和元素有机化学国家重点实验室，并同部分师生代表亲切交流，给予了南开师生亲切的关怀，寄予了殷切的期望。不忘总书记的嘱托与勉励，元素所师生将以民族复兴的伟大目标为己任，坚持“四个面向”，秉承南开大学“允公允能，日新月异”的校训和“知中国、服务中国”的宗旨，弘扬南开爱国传统，培育中华栋梁，坚持“繁荣经济，解决国家重大需求”的研究方针，以人才培养为根本，为国民经济发展和社会进步作出更大的贡献。