研究生教育與培養是北京大學化學與分子工程學院人才培養的重要組成部分，同時也與學院科學研究工作密切相關。化學學院長期以來堅持以培養「具有健全人格、獨立思辨能力和國際競爭力」的傑出人才為使命，重點培養在校研究生探索科學真理的方法和獨立思考的能力。自北大化學系/化學學院成立至今，共授予研究生學位4864人（其中博士學位2264人，碩士學位2600人）。多年來，學院持續不斷探索研究生培養途徑和方法，逐漸形成了一套以人為本、科學規範、成效顯著的研究生培養模式。目前，學院共有在讀研究生661人（其中博士生660人，碩士生1人），招生規模和在校生人數維持穩定。
堅持立德樹人的根本目標
人才培養是育人和育才相統一的過程，其中，育人是根本。多年來化學學院高度重視立德樹人的總目標，將學術道德與科學誠信教育作為研究生培養的重要環節，並通過規範的管理制度、系統的教學實踐這一目標。
化學學院育人模式
開設《學術道德規範與科技寫作》課程
該課程於2004年在學院開設，至今已有16年歷史，成為品牌課程，為本院研究生一年級必修課，同時也深受其他院系研究生歡迎。課程貼近研究生科研和學習生活的實際需求，針對一年級研究生的特點開展教學，將學術道德規範、學術誠信與倫理、研究生培養、科學研究方法、科技論文寫作與發表等方面的內容有機結合，課堂形式多樣，並邀請不同領域和專業的學者為學生作報告，拓寬學生視野，加強人文關懷。
學術道德規範化管理
學院將研究生學術道德規範統一納入全院學術道德宣傳、監管、調查範疇。學院於2003年成立學術道德委員會，並通過《北京大學化學學院學術道德委員會工作條例》，每年新生入學學院均將《工作條例》發放給全體新生，作為入學教育中重要的環節。
探索學制改革
化學學院從2000年起，在全校首先進行研究生學制改革試點，開始招收5年制博士研究生；自2004年起，除少數碩士起點4年制博士生及應用化學專業碩士生外，全部實施5年制碩博連讀；2018年，學院取消應用化學專業碩士生、碩博連讀生，全部改為直博生。多年來的學制改革實踐已顯示出其優越性，5年制博士研究生在導師指導下可以更從容地選擇一些學術意義更大、難度更高的課題進行原創性和系統性研究，使得博士研究生的科研水平普遍有了較大提高，許多研究生在研期間已經取得了重要學術成果，部分成果獲得國內外專利或在國內外有重要影響的學術刊物上發表。
強化培養過程管理
培養模式與特色
學院博士生培養模式
學院博士研究生按一級學科招生，超過90%學生為免試推薦選拔，輔以「申請考核制」招錄。入校後開始按照培養計劃進行專業必修和選修課程學習，並於入學後第一學期參與全院三個課題組輪轉，輪轉結束通過學生與導師的雙向選擇確定導師，鼓勵研究生根據個人興趣自由選擇專業。學院以系所為單位，嚴格規範並細化綜合考試、中期考核、預答辯、論文評審答辯等關鍵環節的把關，保證研究生培養質量。
學院於2019年通過《化學學院博士研究生學術創新成果綜合評價實施細則》，鼓勵博士研究生以學術論文、專利、軟體著作權、著作等多種形式發表學術創新成果，同時規定可以以「綜合評價」的方式呈現創新成果。這一改革將定量評價博士研究生在學期間以第一作者發表文章數，與定性綜合評價博士研究生專業基礎、論文選題、創新思路等方面相結合，逐步探索建立更為科學合理的學術創新成果綜合評價體系。
發揮導師培養主體作用
學院注重發揮導師在研究生培養環節中的主體作用，要求導師承擔研究生在校培養期間的首要責任，全面負責學生的研究選題和進展、數據分析與審核、論文寫作等工作。同時，學院還倡導全院導師積極參與全國優秀大學生夏令營、研究生評獎評優、學術創新評審等活動，參與學院工作的同時增加與學生的互動。
培養制度化管理
多年來，化學學院遵循「以人為本、照章辦事」的理念，形成了完整的培養管理流程，制定了各項規範的管理制度。先後出臺了《北京大學化學與分子工程學院研究生工作條例》《化學學院專業課程設置》《化學學院研究生參加教學實踐規定》《化學學院研究生管理規定》《化學學院博士研究生綜合考試和中期考核規定》及各二級專業考試考核規定等規章制度，並將相關管理制度集結成《化學學院研究生工作文件彙編》，每年修訂一版，發放給全體新生。
營造濃厚的學術氛圍
學院長期以來致力於營造良好的學術氛圍，每年組織多場國際、國內學術會議，邀請國內外著名學者逾百人來學院訪問講學，組織類型多樣的學術活動，並積極支持研究生出訪，培養學生學術交流能力和洞悉前沿的視野，激發學生科研、創新的積極性和熱情。
興大報告
興大報告創辦於1995年，至今已舉辦25年累計582期，成為化學學院享譽海內外的學術講座品牌。2015年學院成立專門的學術交流遴選委員會，將興大報告升級為高端學術講座計劃，使之日益發揮重要的學術國際影響力；2018年，學院還組建了興大學生報告委員會，由學生負責部分興大報告人的選定及邀請工作，進一步增加了學生的參與度，為學生與世界頂級學者提供交流機會。目前，興大報告作為化學學院研究生必修課，每周一期，開課周期為一學年，是學院研究生培養過程中一門必不可少的前沿學術報告課程。
興大報告
承辦學術交流活動
學院積極承辦國內外學術會議、論壇等學術交流活動。以2019年為例，學院就曾經舉辦「PKU-SFBC國際化學生物學論壇」「高分子合成暑期學校暨第三屆軟物質科學前沿論壇」「第三屆物理化學研究生前沿論壇」「第五屆能源轉化與存儲國際研討會」等多項學術會議。這些學術交流活動的舉辦，營造了學院濃厚的學術氛圍，為培養造就具有國際化視野的高水平研究生創造了有利的條件。
學院承辦的學術交流活動
舉辦學生學術創新活動
學院組織開展了大量具有化學特色的品牌學生學術創新活動，如「化學之星」評選、「新青年、新化學」中國化學青年論壇、「挑戰杯」競賽、「走進課題組」系列介紹、「陶氏化學可持續發展創新大賽」等，為研究生學術交流、學術創新和綜合能力發展搭建了良好的平臺。
化學之星活動答辯現場
同時，為促進學院教師與學生交流，學院還打造「Chemical Bonding」師生交流平臺，採取多種互動形式，如：師生面對面、校友沙龍、「Happy Hour」等，邀請師生共聚，進行開放性討論，助力研究生人才培養。
多年來，化學學院的研究生培養模式在探索中發展、傳承中創新。學院堅持「確保質量，追求卓越」的研究生培養格調，強化培養過程的規範化管理，同時致力於營造開放、繁榮的學術氛圍，鼓勵研究生參與國內外各類學術交流活動。通過多年努力，學院育人工作成效顯著，人才質量穩步提升，湧現了多項創新性研究成果，眾多優秀研究生畢業後在國內外知名學府取得教職或進入科研院所、知名企業工作。