У далекому 1933 р. тоді ще в Київському технологічному інституті харчової промисловості була створена самостійна кафедра технічної мікробіології для підготовки спеціалістів в галузі харчових технологій. У важкі післявоєнні роки багатьом довелось вчитися і водночас працювати на відбудові рідної Alma Mater. Приміром, з великим ентузіазмом працювала бригада студентів І курсу під керівництвом студентки-відмінниці, в майбутньому – професора, завідувача нашої кафедри Т.П.Слюсаренко. До речі, саме Тамара Платонівна є автором “бестселера” “Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств”, який студенти у науково-технічній бібліотеці НУХТ зачитали “до дірок” у прямому розумінні.
У різні роки кафедру очолювали ентузіасти, висококласні фахівці, закохані у свою справу: професор, член-кореспондент АН України Є.І. Квасніков, професори В.В. Первозванський, Д.П. Проценко, кандидат хімічних наук С.М. Будницький, доценти Т.А. Борода, К.О. Кірова, професор, академік АН УРСР Р.В. Чаговець, доцент С.В. Єльчиць , академік УІАН Г.О. Нікітін, професор Т.П.Слюсаренко, доценти А.М. Шевченко, В.Д. Веренко.
Друга половина ХХ століття була ознаменована бурхливим розвитком вітчизняної індустрії мікроорганізмів і створенням нової галузі – мікробіологічної промисловості. Основним її завданням було виробництво біологічно активних сполук (білково-вітамінних концентратів, амінокислот, антибіотиків, ферментів, вітамінів, стимуляторів росту рослин тощо) сільськогосподарського та промислового призначення.
Нова галузь промисловості мала потребу у нових фахівцях. Для підготовки таких спеціалістів у кінці 60-х років на базі кафедри технічної мікробіології була відкрита кафедра технології мікробіологічних і вітамінних виробництв. Це було зумовлено тим, що, по-перше, готувати фахівців для мікробіологічної промисловості повинні були спеціалісти, які мають великий досвід роботи з мікроорганізмами, і на кафедрах, де є необхідна матеріально-технічна база. По-друге, робота з мікроорганізмами в промислових умовах вимагала відповідних інженерних знань. Таке вдале поєднання мікробіології та інженерії стало можливим у Київському технологічному інституті харчової промисловості.
Наприкінці 60-х років кафедра стала випусковою: вперше в Україні здійснилася підготовка інженерів-технологів за спеціальністю "Технологія мікробіологічних і вітамінних виробництв". Перший випуск спеціалістів-біотехнологів для мікробіологічної промисловості у кількості 25 чоловік відбувся у 1971 році.
У 1988 році кафедра дістала назву біотехнології мікробного синтезу, а з 2011 року - кафедра біотехнології і мікробіології.
За більш як тридцятирічну історію свого існування кафедра підготувала понад 1000 інженерів-біотехнологів, які працюють на підприємствах біотехнологічної і фармацевтичної галузей, а також у провідних наукових інститутах. З 1999 року магістратуру при кафедрі закінчили 22 випускники. Понад 50 випускників кафедри захистили кандидатські, а 5 – докторські дисертації.
З приходом нинішнього завідувача кафедри доктора біологічних наук Пирог Т.П. кафедра біотехнології мікробного синтезу набула “другого дихання”. Тетяна Павлівна привела з собою цілу плеяду науковців, які дали новий потужний поштовх науковій роботі на кафедрі. З її легкої руки на кафедрі сформувалися декілька наукових шкіл, які працюють у найрізноманітніших напрямах фундаментальної та прикладної біотехнології.