抗日战争时期，侵华日军多次使用化学武器袭击抗日军民。为防御日军的化学武器袭击，1938年八路军在抗日军政大学第一分校设立防化学队；八路军留守兵团举办防毒训练班，培训防化骨干。学员结业后分配到各师、旅、团任防化学主任或参谋，组织指导部队防毒。解放战争后期，华东野战军第7、第9、第13纵队分别组建防化分队；第二野战军军政大学设立防化学队。

中华人民共和国建立后，鉴于帝国主义国家无视1925年日内瓦议定书，积极发展核、化学、生物武器，特别是面对美帝国主义在侵朝战争中随时可能使用化学、生物武器的现实，为适应现代战争的需要，1950年12月，经毛泽东主席、周恩来总理批准，成立了中国人民解放军防化学兵学校，1951年3月在四川省江津县开学，为全军培训防化干部。从1951年开始，全军陆续组建各级防化部门和防化兵部队、分队。陆军军、师、团编防化学主任，营编防化指导员；步兵师编防化连，步兵团编防化排；空军、海军在各场站、基地设防化部门和防化分队。1952年，中央军委军训部设立防化学兵教练处，1953年中央军委军械部设立防化学器材供给处，分别负责全军防化训练和防化器材的保障工作；同时在各大军区设立防化学兵处。1955年4月，中央军委决定成立中国人民解放军防化学兵部，并在部分军区组建防化营。防化学兵部隶属中央军委，张迺更任部长（后称主任），萧学林、曹广化、李真先后任政治委员。1959年4月，中国人民解放军防化学兵部改为总参谋部防化学兵部；1961年1月，又改称为中国人民解放军防化学兵部，部首长称主任和政治委员。1960年以后，防化学兵部和部分军区先后组建防化团；全军防化部门和队属防化分队得到较大调整和完善，初步形成了以群众性防护为基础，专业兵保障为骨干的核、化学、生物武器防护体系。1963年，总参谋部颁布《防化学兵战斗条令》《合成军队对原子化学细菌武器防护教令》和《防化学兵技术教程》，为防化兵战斗行动、全军三防训练和防化兵专业训练提供了依据。防化装备科研贯彻独立自主、自力更生的方针，逐步由仿制走上自行研究设计阶段，研制、定型、生产了一批新的侦察、防护、洗消装备，防化装备基本实现国产化。1969年10月，中国人民解放军防化学兵部改为总参谋部防化学部。1978年5月，总参谋部防化学部改称总参谋部防化部。1992年，总参谋部防化部并入新成立的总参谋部兵种部（后相继调整、改编为军训和兵种部、军训部）。1995年4月，兵种部设防化局，2012年5月，军训部陆军建设局设防化处。防化兵在教育训练方面，初步形成中专、大专、本科和研究生4个层次的人才培养体系，防化干部素质得到提高；防化专业部队、分队的专业训练和合成军队整体防护能力训练提高到新水平。在防化装备方面，陆军主要防化装备齐装配套，形成系列；防化专业部队、分队拥有一定数量的自动化程度较高、适于机动作战的装备；部队群众性的自侦、自防、自消、自救手段趋于完善；空军、海军有了适合自身特色的专用防化装备。在防化保障方面，拓宽了新领域，建立了战区核观测监测报知网，配套国防工程和城市人防工程防化设施，组建民兵、预备役防化兵和人防防化专业队伍。20世纪90年代以来，随着军事战略的调整和国际核化生斗争形势的变化，防化兵建设进一步完善了以群防为基础，以专业兵保障为骨干的军民结合，平战结合，军种、兵种结合协调发展的防护体系。增编了发烟分队，增强了烟幕保障能力。承担了核事故应急救援，履行《禁止化学武器公约》，处理日本在华遗弃化学武器，反核、化学、生物武器恐怖，以及与卫生勤务部门共同防护生物武器的任务。防化兵自建立以来，在历次作战中发挥了应有的作用。喷火分队与步兵密切协同，充分发挥在海岛、山岳丛林地作战中摧毁碉堡、洞穴的独特作用；防化分队不间断地进行化学观察和侦察，保障了部队的作战行动。在历次核试验中，防化兵完成了安全防护保障和有关技术测试、效应试验等任务。兰州军区防化团第2连被中央军委授予“保障科研模范连”荣誉称号。在抢险救灾中，防化兵也发挥过积极作用。1976年河北省唐山地区发生强烈地震，防化兵部队赴灾区执行消毒灭菌任务，为防止疫病流行作出了贡献。在社会主义建设中，协助地方政府侦察放射性物质、处理放射性事故和化学物质泄漏等，受到人民群众的赞扬。中国人民解放军担负防化保障与喷火、发烟任务的兵种。是军队核、化学、生物武器防护的技术骨干力量，包括防化（观测、侦察、洗消）、喷火、发烟等部（分）。