A kolozsvári Ferenc József Tudományegyetem a trianoni döntést követően távozni kényszerült Erdélyből, majd 1921-ben Szegedre települt. Klebelsberg Kunó vallás és közoktatási miniszter, Glattfelder Gyula püspök, Somogyi Szilveszter polgármester áldozatvállalásának és együttműködő készségének köszönhetően valósulhatott meg a szegedi polgárság régi álma. Az egyetem céljára átadott, igen nagy értéket képviselő városi középületekben a Kolozsvárról áttelepülő tanári kar megkezdhette munkáját.

Az Orvosi Vegytani Intézet a Kálvária sugárúton a korábbi Ipari Tanonciskola épületének alagsorában nyert elhelyezést. Vezetője Reinbold Béla professzor lett, aki ezt megelőzően 20 évig a Kolozsvári Egyetem Élettani Intézetében dolgozott. Kutatásait a hemoglobin és az epefestékek biokémiája területén folytatta. Fontos szerepet vállalt az áttelepült egyetem újjászervezésében, adminisztratív irányításában. 1922-23-ban dékán, 1923-24-ben és 1927-ben rektori tisztséget töltött be.

Reinbold professzor halálával az Orvosi Vegytani Intézet vezető nélkül maradt. Szent-Györgyi Albert ekkor, 1928-ban, Cambridge-ben Hopkins Klinikai Kémiai Intézetében dolgozott Rockefeller ösztöndíjjal. Kutatásai az akkori biokémia alapkérdése az élő rendszerek energiaforrásául szolgáló oxidációs folyamatok megismerésére irányultak. Klebelsberg miniszter megkeresésére Szent-Györgyi igent mondott és 1928-tól az Orvosi Vegytani Intézet élére nyert kinevezést. Katedráját 1930-ban foglalta el, és 1945-ig vezette az Intézetet. Korábbi lendületével és lelkesedésével fogott hozzá a szegedi biokémiai iskola megteremtéséhez. A korabeli, zárkózottabb egyetemi légkörtől elütő életvidám oktatói, kutatói stílusa nagy számban vonzotta a fiatal tehetséges kutatókat az Intézetbe. Az Intézet 1935-ben költözött jelenlegi helyére, a Rerrich Béla által tervezett Dóm téri egyetemi épületbe.

Kezdetben Szent-Györgyi a Cambridge-ben megkezdett kutatásait folytatta. Ezen időszak egyik kultúrtörténetileg is jelentős eredménye a hexuronsav (valójában C-vitamin) felfedezése és azonosítása a Szegedi és környéke jellegzetes mezőgazdasági termékében a paprikában. Ezen időszak szakmai megkoronázását az Orvosi és Élettani Nobel díj elnyerése jelentette 1937-ben. Mindmáig ez az egyetlen olyan Nobel-díj melynek átvételi ünnepségéről Magyarországra indult haza a kitüntetett.

Szent-Györgyi Albert Nobel-díját a "biológiai oxidációs folyamatok kutatása terén elért eredményekért" kapta, "különös tekintettel a fumársav katalízis és a C-vitamin jelentőségének tisztázására".

Szent-Györgyi Albert tanszékvezetői tevékenysége mellett, kiemelt figyelmet fordított hallgatói, fiatal munkatársai testi, szellemi fejlődése, kiegyensúlyozott értelmiségi életre nevelésének kérdéseire. A közügyek, az emberi méltóság és szabadság iránti elkötelezettsége megmutatkozott 1934-35-ben viselt dékáni, 1941-42-ben betöltött rektori tisztségében, majd a II. világháború végén és azt követően az éppen berendezkedő diktatúra elleni fellépésében egyaránt.

Szent-Györgyi Albert 1945-ben a Budapesti Egyetem Orvosi Vegytani Intézetének élére, majd 1948-ban az Amerikai Egyesült Államokba távozott. Intézetünk Nobel díjas egykori vezetőjének munkásságát Szeged város 1937-ben díszpolgári címmel, a Szegedi Egyetem 1938-ban, majd 1973-ban díszdoktori címmel ismerte el. Sok más elismerés mellett megkapta a Corvin láncot is.

Szent-Györgyi Budapestre távozását követően négy évig Straub F. Brúnó vezette az intézetet. 1949 és 1980 között Krámli András volt az Intézet igazgatója, akiben a magyar biotechnológiai kutatások egyik úttörőjét tisztelhetjük. Hormonok, vitaminok, és más biológiailag aktív molekulák szintézisére, gyártására irányuló kutatásai mellett, az Intézetben tovább éltek a Szent-Györgyi és Straub professzorok idején kialakult biokémiai munkacsoportok. 1952-ben az Intézet nevét Orvosi Vegytani és Biokémiai Intézetre változtatták, majd a biokémiai részleg 1962-ben Biokémiai Intézet néven önállósult.

Krámli András professzort Kovács Kálmán követte, aki a Szerves Kémiai Tanszékről került az Intézetbe és a peptidkémiai kutatásokat honosította meg, a téma a mai napig virágzik. Megemlítendő többek között a peptid-hormonok radioaktív jelzése, a kolecisztokinin racionális szintézise, a radioimmunoassay módszerek kifejlesztése. 1989-ben az Intézet vezetését Penke Botond vette át, a korábbi témák mellett újdonságként jelent meg a neurodegeneratív betegségek kutatása, módosított peptidek szintézise, a peptid- és fehérjeanalitika, proteomika valamint a nukleotid-kémia. 2005-től 2019-ig az intézet vezetője Tóth Gábor volt. Az Intézet továbbra is műveli a fentebb említett témákat, az elmúlt néhány évben újdonságként jelentek meg az elméleti kémiával, ß-aminosavak felhasználásával illetve a peptidek konformáció vizsgálatával kapcsolatos munkák. Jelenleg az intézet vezetője Martinek Tamás.

Jelenleg az Intézet mellett akadémiai kutatócsoport is működik (Fehérjekémiai Kutatócsoport, 2007-től Szupramolekuláris és Nanoszerkezetű Anyagok Kutatócsoportja), amelynek jelenlegi vezetője 2016-tól Tóth Gábor. Újabban biokonjugátumok szintézisével és antimikrobiális peptidekkel is foglalkozik az intézet.