藥學院藥物化學學科由藥物化學、天然藥物化學和生物合成藥物化學相關學科所組成。本學科是我國最早建立的藥物化學學科之一,成立于1952年。早期由歷史悠久的中法大學藥科、上海藥學院、浙江大學藥學系等著名的藥物化學、植物化學和有機化學多名二級教授領銜，學科基礎扎實，在我國藥學界享有盛譽。1981年和1990年，本學科成為碩士和博士學位授予點;1995年成為上海市教委重點學科; 1999年成立藥學(一級學科)博士后流動站; 2000年成為上海市 “重中之重”重點學科(藥學一級學科)。經過幾代人的艱苦奮斗和辛勤耕耘，不斷壯大，現有8名教授(研究員)、7名副教授(副研究員)、16名講師、2名雙聘院士。
嚴謹求實、努力創新、精品化培養、強化不同學校的交融及不同學科的交叉是本學科的特色。旨在培養學生的頑強拼搏精神、創新意識和創新能力、良好的團隊意識等，使學生能適應現代藥物研究與開發的要求、具有獨立從事科學研究的能力。
在教學方面，涵蓋有機化學、藥物化學、生物制藥、天然藥物化學等課程，獲國家級教學成果二等獎1項、上海市教學成果獎一等獎1項、三等獎2項。
在科學研究方面，藥物基礎研究和開發研究取得了系列重要研究成果：基于有效的藥物靶標,發現了系列具有開發潛力的先導化合物和若干個候選藥物;基于天然活性分子,發現了若干新結構類型的先導化合物;獲得了若干Me-better候選藥物;建立完善了系列化學合成新策略和新方法;解決了一些藥物生產的重大關鍵技術問題;對多種中草藥作了活性物質基礎研究。獲得5項新藥證書。
近5年來，承擔國家級科研項目30余項、省部級項目10余項，其中國家科技重大專項“重大新藥創制”項目4項、863課題1項;在J.Med.Chem、 Bio.Med.Chem、Bio.Med.Chem.Lett.、Eur. J. Org. Chem.、Angw.Chim.、J.Org.Chem. 、J.Nat. Prod. 等專業雜志上發表SCI 收錄論文逾200篇;申請專利55項，獲得17項，省部級獎勵4項.
在國際交流與合作方面，先后與美國北卡羅萊納大學、杜克大學、長崎大學、九州大學、法國巴黎第六大學、英國倫敦大學等國外著名高校和學術機構、企業建立了良好的研究合作關系。每年選派研究生到國外學習，進行博士生和碩士研究生的聯合培養，鼓勵研究生參加國內外的學術會議。
本學科培養人才主要就業趨勢：藥物研究機構、醫藥院校、醫院臨床藥學研究中心、國內外著名企業新藥研發中心、藥監局等從事藥物研究與開發及行政監管等部門。