1901年，雅各布斯·亨裡克斯·範托夫(荷蘭)：“發現了化學動力學法則和溶液滲透壓”。
1902年，赫爾曼·費歇爾(德國)：“在糖類和嘌呤合成中的工作”。
1903年，斯凡特·奧古斯特·阿倫尼烏斯(瑞典)：“提出了電離理論”
1904年，威廉·拉姆齊爵士(英國)：“發現了空氣中的惰性氣體元素並確定了它們在元素週期表裡的位置”。
1905年，阿道夫·馮·拜爾(德國)：“對有機染料以及氫化芳香族化合物的研究促進了有機化學與化學工業的發展”。
1906年，亨利·莫瓦桑(法國)：“研究並分離了氟元素，並且使用了後來以他名字命名的電爐”。
1907年，愛德華·比希納(德國)：“生物化學研究中的工作和發現無細胞發酵”。
1908年，歐內斯特·盧瑟福(英國)：“對元素的蛻變以及放射化學的研究”。
1909年，威廉·奧斯特瓦爾德(德國)：“對催化作用的研究工作和對化學平衡以及化學反應速率的基本原理的研究”。
1910年，奧托·瓦拉赫(德國)：“在脂環族化合物領域的開創性工作促進了有機化學和化學工業的發展的研究”。
1911年，瑪麗·居里(波蘭)：“發現了鐳和釙元素，提純鐳並研究了這種引人注目的元素的性質及其化合物”。
1912年，維克多·格林尼亞(法國)：“發明了格氏試劑”;保羅·薩巴捷(法國)：“發明了在細金屬粉存在下的有機化合物的加氫法”。
1913年，阿爾弗雷德·維爾納(瑞士)：“對分子內原子連線的研究，特別是在無機化學研究領域”。
1914年，西奧多·威廉·理查茲(美國)：“精確測定了大量化學元素的原子量”。
1915年，裡夏德·維爾施泰特(德國)：“對植物色素的研究，特別是對葉綠素的研究”。
1916年，未頒獎。
1917年，未頒獎。
1918年，弗裡茨·哈伯德國“對從單質合成氨的研究”。
1919年，未頒獎。
1920年，瓦爾特·能斯特(德國)：“對熱化學的研究”。
1921年，弗雷德裡克·索迪(英國)：“對人們瞭解放射性物質的化學性質上的貢獻，以及對同位素的起源和性質的研究”。
1922年，弗朗西斯·阿斯頓(英國)：“使用質譜儀發現了大量非放射性元素的同位素，並且闡明瞭整數法則”。
1923年，弗裡茨·普雷格爾(奧地利)：“創立了有機化合物的微量分析法”。
1924年，未頒獎。
1925年，裡夏德·阿道夫·席格蒙迪(德國)：“闡明瞭膠體溶液的異相性質，並創立了相關的分析法”。
1926年，特奧多爾·斯韋德貝里(瑞典)：“對分散系統的研究”。
1927年，海因裡希·奧托·威蘭(德國)：“對膽汁酸及相關物質的結構的研究”。
1928年，阿道夫·溫道斯(德國)：“對甾類的結構以及它們和維他命之間的關係的研究”。
1929年，阿瑟·哈登(英國)、漢斯·馮·奧伊勒-切爾平(德國)：“對糖類的發酵以及發酵酶的研究”。
1930年，漢斯·費歇爾(德國)：“對血紅素和葉綠素的組成的研究，特別是對血紅素的合成的研究”。
1931年，卡爾·博施(德國)、弗里德里希·貝吉烏斯(德國)：“發明與發展化學高壓技術”。
1932年，歐文·蘭米爾(美國)：“對錶面化學的研究與發現”。
1933年，未頒獎。
1934年，哈羅德·克萊頓·尤里(美國)：“發現了重氫”。
1935年，弗雷德裡克·約里奧-居里(法國)、伊倫·約里奧-居里(法國)：“合成了新的放射性元素”。
1936年，彼得·德拜(荷蘭)：“透過對偶極矩以及氣體中的X射線和電子的衍射的研究來了解分子結構”。
1937年，沃爾特·霍沃思(英國)：“對碳水化合物和維生素C的研究”;保羅·卡勒(瑞士)：“對類胡蘿蔔素、黃素、維生素A和維生素B2的研究”。
1938年，裡夏德·庫恩(德國)：“對類胡蘿蔔素和維生素的研究”。
1939年，阿道夫·布特南特(德國)：“對性激素的研究”;拉沃斯拉夫·魯日奇卡(瑞士)：“對聚亞甲基和高階萜烯的研究”。
1940年，未頒獎。
1941年，未頒獎。
1942年，未頒獎。
1943年，喬治·德海韋西(匈牙利)：“在化學過程研究中使用同位素作為示蹤物”。
1944年，奧托·哈恩(德國)：“發現重核的裂變”。
1945年，阿爾圖裡·伊爾馬裡·維爾塔寧(芬蘭)：“對農業和營養化學的研究發明，特別是提出了飼料儲藏方法”。
1946年，詹姆斯·B·薩姆納(美國)：“發現了酶可以結晶”;約翰·霍華德·諾思羅普(美國)、溫德爾·梅雷迪思·斯坦利(美國)：“製備了高純度的酶和病毒蛋白質”。
1947年，羅伯特·魯賓遜爵士(英國)：“對具有重要生物學意義的植物產物，特別是生物鹼的研究”。
1948年，阿爾內·蒂塞利烏斯(瑞典)：“對電泳現象和吸附分析的研究，特別是對於血清蛋白的複雜性質的研究”。
1949年，威廉·吉奧克(美國)：“在化學熱力學領域的貢獻，特別是對超低溫狀態下的物質的研究”。
1950年，奧托·迪爾斯(西德)、庫爾特·阿爾德(西德)：“發現並發展了雙烯合成法”。
1951年，埃德溫·麥克米倫(美國)、格倫·西奧多·西博格(美國)：“發現了超鈾元素”。
1952年，阿徹·約翰·波特·馬丁(英國)、理查德·勞倫斯·米林頓·辛格(英國)：“發明了分配色譜法”。
1953年，赫爾曼·施陶丁格(西德)：“在高分子化學領域的研究發現”。
1954年，萊納斯·鮑林(美國)：“對化學鍵的性質的研究以及在對複雜物質的結構的闡述上的應用”。
1955年，文森特·迪維尼奧(美國)：“對具有生物化學重要性的含硫化合物的研究，特別是首次合成了多肽激素”。
1956年，西里爾·欣謝爾伍德(英國)、尼古拉·謝苗諾夫(蘇聯)：“對化學反應機理的研究”。
1957年，亞歷山大·R·託德(英國)：“在核苷酸和核苷酸輔酶研究方面的工作”。
1958年，弗雷德裡克·桑格(英國)：“對蛋白質結構組成的研究，特別是對胰島素的研究”。
1959年，雅羅斯拉夫·海羅夫斯基(捷克)：“發現並發展了極譜分析法”。
1960年，威拉得·利比(美國)：“發展了使用碳14同位素進行年代測定的方法，被廣泛使用於考古學、地質學、地球物理學以及其他學科”。
1961年，梅爾文·卡爾文(美國)：“對植物吸收二氧化碳的研究”。
1962年，馬克斯·佩魯茨英國、約翰·肯德魯英國“對球形蛋白質結構的研究”。
1963年，卡爾·齊格勒(西德)、居里奧·納塔(義大利)：“在高聚物的化學性質和技術領域中的研究發現”。
1964年，多蘿西·克勞福特·霍奇金(英國)：“利用X射線技術解析了一些重要生化物質的結構”。
1965年，羅伯特·伯恩斯·伍德沃德(美國)：“在有機合成方面的傑出成就”。
1966年，羅伯特·馬利肯(美國)：“利用分子軌道法對化學鍵以及分子的電子結構所進行的基礎研究”。
1967年，曼弗雷德·艾根(西德)、羅納德·喬治·雷伊福特·諾里什(英國)、喬治·波特(英國)：“利用很短的能量脈衝對反應平衡進行擾動的方法，對高速化學反應的研究”。
1968年，拉斯·昂薩格(美國)：“發現了以他的名字命名的倒易關係，為不可逆過程的熱力學奠定了基礎”。
1969年，德里克·巴頓(英國)、奧德·哈塞爾(挪威)：“發展了構象的概念及其在化學中的應用”。
1970年，盧伊斯·弗德里科·萊洛伊爾(阿根廷)：“發現了糖核苷酸及其在碳水化合物的生物合成中所起的作用”。
1971年，格哈德·赫茨貝格(加拿大)：“對分子的電子構造與幾何形狀，特別是自由基的研究”。
1972年，克里斯蒂安·B·安芬森(美國)：“對核糖核酸酶的研究，特別是對其氨基酸序列與生物活性構象之間的聯絡的研究”;斯坦福·摩爾(美國)、威廉·霍華德·斯坦(美國)：“對核糖核酸酶分子的活性中心的催化活性與其化學結構之間的關係的研究”。
1973年，恩斯特·奧托·菲舍爾(西德)、傑弗裡·威爾金森(英國)：“對金屬有機化合物，又被稱為夾心化合物，的化學性質的開創性研究”。
1974年，保羅·弗洛裡(美國)：“高分子物理化學的理論與實驗兩個方面的基礎研究”。
1975年，約翰·康福思(英國)：“酶催化反應的立體化學的研究”。弗拉迪米爾·普雷洛格(瑞士)：“有機分子和反應的立體化學的研究”;
1976年，威廉·利普斯科姆(美國)：“對硼烷結構的研究，解釋了化學成鍵問題”。
1977年，伊利亞·普里高津(比利時)：“對非平衡態熱力學的貢獻，特別是提出了耗散結構的理論”。
1978年，彼得·米切爾(英國)：“利用化學滲透理論公式，為了解生物能量傳遞作出貢獻”。
1979年，赫伯特·布朗(美國)、格奧爾格·維蒂希(西德)：“分別將含硼和含磷化合物發展為有機合成中的重要試劑”。
1980年，保羅·伯格(美國)：“對核酸的生物化學研究，特別是對重組DNA的研究”;沃特·吉爾伯特(美國)、弗雷德裡克·桑格(英國)：“對核酸中DNA鹼基序列的確定方法”。
1981年，福井謙一(日本)、羅德·霍夫曼(美國)：“透過他們各自獨立發展的理論來解釋化學反應的發生”。
1982年，阿龍·克盧格(英國)：“發展了晶體電子顯微術，並且研究了具有重要生物學意義的核酸-蛋白質複合物的結構”。
1983年，亨利·陶布(美國)：“對特別是金屬配合物中電子轉移反應機理的研究”。
1984年，羅伯特·布魯斯·梅里菲爾德(美國)：“開發了固相化學合成法”。
1985年，赫伯特·豪普特曼(美國)、傑爾姆·卡爾(美國)：“在發展測定晶體結構的直接法上的傑出成就”。
1986年，達德利·赫施巴赫(美國)、李遠哲(美國)、約翰·查爾斯·波拉尼(加拿大)：“對研究化學基元反應的動力學過程的貢獻”。
1987年，唐納德·克拉姆(美國)、讓-馬裡·萊恩(法國)、查爾斯·佩德森(美國)：“發展和使用了可以進行高選擇性結構特異性相互作用的分子”。
1988年，約翰·戴森霍費爾(西德)、羅伯特·胡貝爾(西德)、哈特穆特·米歇爾(西德)：“對光合反應中心的三維結構的測定”。
1989年，悉尼·奧爾特曼(加拿大)、托馬斯·切赫(美國)：“發現了RNA的催化性質”。
1990年，艾里亞斯·詹姆斯·科裡(美國)：“發展了有機合成的理論和方法學”。
1991年，理查德·恩斯特(瑞士)：“對開發高解析度核磁共振(NMR)譜學方法的貢獻”。
1992年，魯道夫·馬庫斯(美國)：“對化學體系中電子轉移反應理論的貢獻”。
1993年，凱利·穆利斯(美國)：“發展了以DNA為基礎的化學研究方法，開發了聚合酶鏈鎖反應(PCR)”;邁克爾·史密斯(加拿大)：“發展了以DNA為基礎的化學研究方法，對建立寡聚核苷酸為基礎的定點突變及其對蛋白質研究的發展的基礎貢獻”。
1994年，喬治·安德魯·尤拉(美國)：“對碳正離子化學研究的貢獻”。
1995年，保羅·克魯岑(荷蘭)、馬里奧·莫利納(美國)、弗蘭克·舍伍德·羅蘭(美國)：“對大氣化學的研究，特別是有關臭氧的形成和分解的研究”。
1996年羅伯特·柯爾(美國)、哈羅德·克羅託(英國)、理查德·斯莫利(美國)：“發現富勒烯”。
1997年，保羅·博耶(美國)、約翰·沃克(英國)、延斯·克里斯蒂安·斯科(丹麥)：“闡明瞭三磷酸腺苷(ATP)合成中的酶催化機理”。
1998年，沃爾特·科恩(美國)：“創立了密度泛函理論”;約翰·波普(英國)：發展了量子化學中的計算方法。
1999年，亞米德·齊威爾(埃及)：“用飛秒光譜學對化學反應過渡態的研究”。
2000年，艾倫·黑格(美國)、麥克德爾米德(美國)、白川英樹(日本)：“發現和發展了導電聚合物”。
2001年，威廉·斯坦迪什·諾爾斯(美國)、野依良治(日本)：“對手性催化氫化反應的研究”;巴里·夏普萊斯(美國)：“對手性催化氧化反應的研究”。
2002年，約翰·貝內特·芬恩(美國)、田中耕一(日本)：“發展了對生物大分子進行鑑定和結構分析的方法，建立了軟解析電離法對生物大分子進行質譜分析”;庫爾特·維特里希(瑞士)：“發展了對生物大分子進行鑑定和結構分析的方法，建立了利用核磁共振譜學來解析溶液中生物大分子三維結構的方法”。
2003年，彼得·阿格雷(美國)：“對細胞膜中的離子通道的研究，發現了水通道”;羅德里克·麥金農(美國)：“對細胞膜中的離子通道的研究，對離子通道結構和機理的研究”。
2004年，阿龍·切哈諾沃(以色列)、阿夫拉姆·赫什科(以色列)、歐文·羅斯(美國)：“發現了泛素介導的蛋白質降解”。
2005年，伊夫·肖萬(法國)、羅伯特·格拉布(美國)、理查德·施羅克(美國)：“發展了有機合成中的複分解法”。
2006年，羅傑·科恩伯格(美國)：“對真核轉錄的分子基礎的研究”。
2007年，格哈德·埃特爾(德國)：“對固體表面化學程序的研究”。
2008年，下村脩(日本)、馬丁·查爾菲(美國)、錢永健(美國)：“發現和改造了綠色熒光蛋白(GFP)”。
2009年，文卡特拉曼·拉馬克裡希南(英國)、托馬斯·施泰茨(美國)、阿達·約納特(以色列)：“對核糖體結構和功能方面的研究”。
2010年理查德·赫克(美國)、根岸英一(日本)、鈴木章(日本)：“對有機合成中鈀催化偶聯反應的研究”。
2011年，達尼埃爾·謝赫特曼(以色列)：“準晶體的發現”。
2012年，羅伯特·萊夫科維茨布萊恩·克比爾卡(美國)：“對G蛋白耦聯受體的研究”。
2013年，馬丁·卡普拉斯(美國)、邁克爾·萊維特(英國)、亞利耶·瓦謝爾：給複雜化學體系設計了多尺度模型。
2014年，埃裡克·白茲格(美國)、斯特凡·W·赫爾(德國)、威廉姆·艾斯科·莫爾納爾(美國)：超解析度熒光顯微技術領域取得的成就。
2015年，托馬斯·林達爾(瑞典)、保羅·莫德里奇(美國)、阿齊茲·桑賈爾(土耳其)：DNA修復的細胞機制研究。
2016年，讓-彼埃爾·索瓦(法國)、詹姆斯·弗雷澤·司徒塔特(英/美)、伯納德·費林加(荷蘭)：分子機器的設計和合成 。
2017年，雅克·杜波切特(瑞士)、阿希姆·弗蘭克(德國)、理查德·亨德森(英國)：開發冷凍電子顯微鏡用於溶液中生物分子的高解析度結構測定。
2018年，獎項的一半授予美國科學家阿諾德(Frances H. Arnold)，表彰她實現了酶的定向演化；另一半授予給美國科學家史密斯(George P. Smith)和英國科學家溫特(Gregory P. Winter)，表彰他們實現了多肽和抗體的噬菌體呈現技術。
2019年，美國得州大學奧斯汀分校John B Goodenough教授、紐約州立大學賓漢姆頓分校M.stanley Whittlingham教授和日本化學家Akira Yoshino，以表彰其在鋰離子電池的發展方面作出的貢獻。
2020年，法國和美國科學家Emmanuelle Charpentier、Jennifer A. Doudna獲獎，以表彰她們“開發出一種基因組編輯方法”。
