Bộ môn Hóa học hình thành từ những ngày đầu thành lập trường Phổ thông Năng khiếu với sự hỗ trợ đắc lực của các thầy cô thuộc Khoa Hóa Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp HCM.
Có lẽ những thế hệ học sinh đầu tiên của trường khó quên được những bài giảng Hoá học của các thầy cô giàu kinh nghiệm như thầy Nguyễn Thanh Khuyến, thầy Nguyễn Đức Nghĩa, thầy Huỳnh Trung Thọ, thầy Trần Văn Tùng, thầy Đặng Văn Thành, thầy Vũ Đức Vinh, thầy Nguyễn Thanh Hương, thầy Trần Văn Phú, thầy Huỳnh Trung Thọ, cô Lê Thị Sở Như, cô Trần Thị Ngọc Huyền, thầy Tân Hoàng, thầy Trần Hữu Anh, thầy Nguyễn Quốc Chính. Cùng với sự phát triển của nhà trường, đội ngũ bộ môn Hoá tiếp tục được bổ sung các thầy cô: Hoàng Ngọc Cường (tổ trưởng tổ hoá), Trần Hớn Quốc, Nguyễn Công Tránh (phụ trách đội tuyển từ năm học 2020-2021), thầy Cao Như Anh, thầy Đặng Thành Đạt, cô Huỳnh Thế Thụy Lệ Chi, thầy Phạm Minh Trường, thầy Trần Đức Thành, cô Nguyễn Thị Bạch Yến, cô Nguyễn Minh Thuý.
Hiện nay với 3 thầy cô thuộc biên chế của trường PTNK, 10 thầy cô trường ĐH KHTN, 3 thầy cô thỉnh giảng, Bộ môn Hoá phụ trách môn Hoá học cho các lớp không chuyên Hoá lẫn đội tuyển và lớp chuyên Hóa. Với một lực lượng hầu hết hiện đang giảng dạy trong trường ĐHKHTN, nên các thầy cô đều có kiến thức nền tảng vững chắc, kiến thức thực tế cụ thể dễ hiểu và phương pháp giảng dạy hiện đại, tạo tính độc lập, tự học cho học sinh. Do đó hầu hết học sinh sau khi tốt nghiệp đều thi đậu đại học và không bỡ ngỡ trong môi trường đại học.
Môn Hóa học là môn thi đại học của Khối A và B nên trong năm lớp 12, các thầy cô giàu kinh nghiệm đã tích cực luyện cho học sinh các kỹ năng cần thiết để đạt kết quả thi cao nhất. Cũng nhờ đó mà trường PTNK có tỷ số học sinh đậu vào các trường đại học cao nhất.
Kết quả phấn đấu trong giảng dạy của các thầy cô, sự nỗ lực học tập của các em học sinh phần nào cũng được thể hiện trong các kết quả thi học sinh giỏi quốc gia, thành phố, thi Hóa học Hoàng gia Úc. Những năm gần đây các thầy cô còn hỗ trợ kiến thức hoá học bằng tiếng Anh để giúp các em muốn thi học bổng của đại học Quốc gia Singapore / Nanyang.
Ngoài những giờ học có vẻ khô khan, các em học sinh còn có cơ hội thực tập trong phòng thí nghiệm, tự tay thực hiện những phản ứng hóa học để kiểm chứng lại kiến thức lý thuyết đã học trong lớp. Tuy điều kiện vật chất còn khó khăn, nhưng với nỗ lực của Nhà Trường, của Bộ môn, các bài thực tập được tăng cường về cả số lượng và chất lượng.
Ngoài ra các em học sinh còn được các thầy cô hướng dẫn tham quan các nhà máy, tận mắt chứng kiến các quy trình sản xuất trong công nghiệp: từ muối ăn để tạo ra axit, bazơ, nước Javel, từ đường mía tạo ra bánh kẹo, chế biến cao su tự nhiên thành vỏ ruột xe… Những chuyến tham quan đó dường như trở thành một cuộc đi chơi đầy bổ ích, thú vị cho các em.
