能源工程学院，是在 1953 年杭州化工学校化工科的基础上发展起来的。 1960年成立浙江化工学院无机化工系和有机化工系， 1961年 11 月无机和有机两系合并为化工系。1980年9月曾一度改为浙江工学院化工轻工系， 1982年10月恢复化工系，1991年更名为浙江工业大学化工系，1995年4月更名成立浙江工业大学能源工程学院，2003年2月更名成立能源工程与材料学院，2013年7月更名成立能源工程学院。
化工系阶段
化工系是当时全校规模最大的系。设有能源工程、应用化学 2个硕士点，能源工程、有机化工、精细化工、工业分析、工业腐蚀与防护、电能源工程、环境工程等 7个本科专业和精细化工专科专业。
设有有机化学、物理化学、分析化学、化工原理、有机化工、精细化工、化工仪表、反应工程与工艺、电化学生产工艺、腐蚀与防护、环境工程等 11 个教学研究室和相应的实验室，以及系计算机室、资料室、玻璃工场等。设有工业化学、催化加氢、工业催化、腐蚀与防护、农药、能源工程、精细化工、应用化学、多相催化等9个研究所（室、中心）。
1994年有教职工163人，学生1107人。教师中有正、副教授等高级职务的 48人，中级职务的80人。科研实验用房近7000平方米。已建成精细化工、工业催化、能源工程、应用化学四个学科。
化工学院阶段
1995年4月，经学校批准，能源工程系改名为能源工程学院，下设能源工程、精细化工、有机化工、工业催化、应用化学等5个系。
能源工程学院成立8年间是教学、科研、学位点和内部管理体制等发展与调整较快的一个时期。1998年，经国家学位办批准，工业催化专业可授予博士学位，成为我校第一个博士学位点。共申报成功工业催化博士点1个，化学工艺、农药、材料学、工业催化等硕士点4个。
1996年，为加强学科建设，强化科研工作，增强科研活力，形成教学、科研两个中心，能源工程学院在原有科研力量的基础上，成立了化工研究院，下设 5 所 12 室，1个中心，1个省级基地，1个省重点实验室。
为改善人才培养的知识结构，更新和拓宽专业面向，1994 年增设环境工程专业，1999 年增设制药工程专业，2001年增设药物制剂专业。按“实基础、宽口径”的培养目标，1996年实行按大专业招生，共设能源工程与工艺、应用化学、高分子材料、制药工程等四个本科专业。原有的5个系相应地调整为4系1 部，即能源工程及工艺系、制药工程系、应用化学系、材料科学与工程系和基础化学部。
1998年，学校因组建生物环境工程学院，将环境工程教研室及所属专业调出，同时将高分子材料教研室及所属专业从原轻工系调入。2000年6月学校成立药学院，与化工学院实行二块牌子一套班子，2001年9月为加强制药学科的发展，学校决定药学院独立运作，作为主要力量的制药工程和药学学科成建制划出。两次院系调整，先后共有3个新兴学科和专业（环境工程、制药工程、药物制剂）调出。化工学院为学校的发展作出了积极的贡献。
1999年根据校第三次学科建设工作会议提出的“人人进学科、人人有学科方向、人人有学科归属”的要求，化工学院按新型建设框架组建学科。至年底共组建完成能源工程、工业催化、应用化学、农药学、化学、材料工程、制药工程等7 大学科，实行按学科制模式运作。 2000年8月申报成功化学工艺硕士点，2001 年组建化学工艺学科。
至2003年2月，化工学院共有教职工175人（在岗165人），专职从事教学科研（含实验室）工作的157人，其中，国家级有突出贡献中青年科技专家2人、浙江省有突出贡献中青年科技专家4人、省高校中青年学科带头人9人、享受国务院特殊津贴14人、省“ 151 ”人才工程第一、二层次5人。具有高级职称的有101人，占61.2％；具有博士学位的42人，占26.8％，具有硕士学位的55人，占35％。此外，目前在职攻读博士21人、硕士14人。
在院本科生1300余人，博士研究生35人，硕士研究生184人，工程硕士研究生60多人。已形成能源工程、应用化学、工业催化、化学工艺、材料工程、农药学、化学等7大学科，其中应用化学、工业催化、能源工程为省重点学科，材料学为省重点扶植学科。有省多相催化重点实验室和省低压液相催化加氢中试基地，具有工业催化博士点，能源工程、应用化学、工业催化、化学工艺、材料学、材料物理与化学、农药学等 7 个硕士点，能源工程领域工程硕士点，工业催化高师硕士点。能源工程与工艺、应用化学、材料科学与工程、海洋技术等4 个本科专业。
能源工程与材料学院阶段
2003年2月，经学校批准，能源工程系改名为能源工程与材料学院，能源工程与材料学院进入了争上水平、上层次的内涵发展期。几年来，能源工程与材料学院的师资队伍建设、学科建设、人才培养、科学研究和平台建设等各项工作迈入了快速发展的轨道。
师资队伍建设方面，能源工程与材料学院现有教职工248人，其中正高级职称教师75人、副高级职称教师100人，博士生导师52人、硕士生导师194人，专任教师中获博士学位人员占63%。拥有教育部“长江学者”特聘教授1人、中央“千人计划”入选者1人，享受国务院政府特殊津贴30人，国家级有突出贡献的科技专家6人，国家“新世纪百千万人才工程”入选者2人，教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者3人，教育部“高等学校骨干教师资助计划”入选者1人，浙江省特级专家2人、有突出贡献科技专家7人、“千人计划”入选者1人、“钱江学者”特聘教授6人，高校中青年学科带头人18人、“新世纪151人才工程”62人（其中重点资助人员4人）。教师中获全国先进工作者、全国“五一”劳动奖章、全国模范教师、全国优秀教师等国家级以上荣誉17人次，获“侯德榜成就奖”、“侯德榜创新奖”各1人。
学科建设方面，2005年，工业催化、应用化学被列为浙江省第一批重中之重学科，能源工程、材料学被列为浙江省重点学科；2006年，申报获批“有机化学”校重点学科；2007年，工业催化被列为国家重点培育学科。2008年，新材料及加工工程被列为省重中之重学科；2012年，获批建设能源工程与技术省重中之重一级学科，下设工业催化、应用化学、绿色化学与技术、能源工程、化学工艺5个研究方向；同时，获批建设化学、农药省重点学科，能源工程与材料学院新设立海洋化学与化工学科。能源工程与材料学院现设有能源工程与技术（下设工业催化、应用化学、绿色化学与技术、能源工程、化学工艺等学科方向）、新材料及加工工程、化学、农药、海洋化学与化工等5个学科。2006年、2012年教育部学位中心公布的学科排名中能源工程与技术一级学科综合实力排名中分别名列第13位、14位。
科研研究和平台建设方面，2003年2月，经国家科技部批准，设立绿色合成技术省部共建国家重点实验室培育基地；2004年11月，经国家财政部批准，设立省部共建基础化学实验国家教学示范中心培育基地；2010年，经科技部批准，设立能源材料及应用国家国际科技合作基地。能源工程与材料学院现有国家重点实验室培育基地1个，能源材料及应用国家国际科技合作基地1个，省重点实验室及研究中心5个，省行业（区域）科技创新服务平台2个，为国家煤炭开发利用技术创新战略联盟成员，作为牵头（或核心）单位参与省重点技术创新团队6个，下设工业催化研究所等18个研究所。近10年获奖成果达125项，其中获国家科技进步二等奖、国家技术发明奖二等奖、中国专利金奖等省部级以上大奖26项；年均发表SCI、EI论文150余篇，年增长率约10%；年获授权专利50余项；年均科研经费达3000余万元，2012年达5500余万元（其中纵向3200万元，横向2300万元）。
人才培养方面，2003年10月，经国家人事部批准设立能源工程与技术一级学科博士后流动站；2005年，获能源工程与技术一级学科博士授予权，同年获材料工程领域工程硕士授予权；2006年，获有机化学、物理化学和分析化学硕士学位授予权；2012年，能源工程与技术一级硕士点下自设海洋化学与化工二级硕士点；2009年开始招收全日制专业学位型研究生。同时，能源工程与材料学院于2006年成立能源工程与工艺系、应用化学系、材料科学与工程系和化学系等4个系，2009年成立海洋技术系，2012年成立能源能源工程系。为了充分发挥综合性大学的特点和优势，能源工程与材料学院于2010年开始按“能源工程与材料类”进行大类招生与培养。能源工程与材料学院已形成从本科、硕士、博士到博士后的完整高等教育体系，建有能源工程与技术一级学科博士点、博士后流动站，下设有能源工程、工业催化、应用化学、化学工艺、材料化工5个二级学科博士点；设有能源工程、化学工艺、工业催化、应用化学、海洋化学与化工、材料学、材料物理与化学7个工学硕士学位点，有机化学、物理化学、分析化学等3个理学硕士学位点，农药学1个农学硕士学位点，以及能源工程、材料工程2个工程硕士学位点，工业催化高师硕士学位点；建有能源工程与工艺、应用化学、材料科学与工程、海洋技术和能源能源工程等5个本科专业。60年来已为国家培养了博士、硕士、本科、专科等不同层次的毕业生二万余名；现在校普通全日制本科学生1800余人，硕士研究生1000余人，博士研究生110余人，博士后流动科研人员10余人。本科生毕业初次就业率保持在90%以上，继续深造率达30%；研究生初次就业率保持在95%以上。
能源工程学院阶段
学校于2013年7月和9月相继成立材料科学与工程学院和海洋学院。能源工程与材料学院于2013年7月更名为能源工程学院。
能源工程学院经过六十余年的建设和发展，在学科建设、人才培养、科学研究、社会服务等诸方面均取得了丰硕的成果。目前包括能源工程与技术省一流学科、化学和农药学省重点学科三个学科。其中能源工程与技术浙江省一流高峰学科是我校建立最早、综合实力最强和社会影响力最大的学科，是浙江省属高校中第一个获得博士学位授权点和首批浙江省重中之重的学科，是集国家国际科技合作基地、国家重点实验室（培育基地）、国家重点学科（培育）、省部重点实验室、一级学科博士点和博士后流动站于一体的化工高等人才培养、科学研究和社会服务基地，在国内外化工学术和产业界享有盛誉，是我校乃至浙江省属高校的标志性学科。2016年第四次全国学科评估中能源工程与技术学科进入全国 A 类行列，并列全国第 8 位（5.56%），是浙江省属高校理工科唯一的A-学科，也是我校唯一一个A类学科。根据ESI美国基本科学指标数据库最新数据显示，我校化学、工程学、材料科学、环境科学与生态、农业科学5个学科进入全球ESI排名前1%。其中，化学学科绝对排名前500位（399位），而我院能源工程与技术学科为贡献度最大的1个一流学科。
截止目前，能源工程学院有教职工213人，其中具有博士学位教师146人，占全院教职员工的比例为67.3%；正高级职称教师60人，副高级职称教师88人，高级职称人员占全院教职工人数的69.1%；博导48人，硕导138人。国家重点培育学科1个，省一流学科1个，省重点学科2个，一级学科博士后流动站1个，一级学科博士点1个，二级学科博士点9个（其中支持其它学院4个），绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地1个，能源材料及应用国家科技部国际科技合作基地1个，国家级化学化工实验教学示范中心1个，国家级化学化工虚拟仿真实验教学中心1个，省重点实验室3个，省行业（区域）科技创新服务平台2个，为国家煤炭开发利用技术创新战略联盟成员，作为牵头（或核心）单位参与省重点技术创新团队5个；先后获国家级科技成果奖12项，省部级奖40余项，年发表SCI、EI论文350余篇，年获授权专利90余项，年承担国家基金、973等省部级以上科研项目40余项，年到款科研经费5000余万元，拥有各类仪器设备约1.5亿元，科研和教学实验用房13500平方米。
能源工程学院现有在校本科生1222人，硕士生836人，博士生121人，博士后10余人，近四年我院博士生、硕士生招生人数已超过本科生招生人数，目前研:本招生比达到1.2:1；建有国家特色专业2个，省重点特色专业1个；拥有国家双语示范课程1门，国家精品资源共享课程1门，国家精品视频公开课1门，国家精品课程1门，省精品课程6门；获省级以上教学成果奖7项。能源工程学院已形成完整的人才培养体系，成为我国化工领域高等人才培养的重要基地。
能源工程学院积极开展对外交流与合作，已与美国、英国、德国、法国、比利时、日本等国家的一些著名大学或研究机构建立了良好的友好合作互访关系，每年有超过6%的学生赴境外攻读学位或者参与第二课堂游学。
能源工程学院以“团结、勤奋、钻研、贡献”为院训，坚持求真务实，勇于开拓创新，为把能源工程学院早日建设成为高水平、有特色的研究型学院而努力奋进。