1920年，德国科学家Staudinger发表了他的划时代的文献“论聚合物”，他根据实验的结果论证了聚合物是大量的小分子自己结合起来的过程[4]。并预言了一些含有某种官能团的有机物可以通过官能团间的反应而聚合，他建议了聚苯乙烯、聚甲醛、天然橡胶的长链结构式。它们是由共价键联结起来的大分子，但分子的长度不完全相同，所以不能用有机化学中“纯粹化合物”的概念来理解大分子。这些大分子是许多同系物的混合物，它们彼此结构相似，性质差别很小，难以分离，其相对分子质量只能是一种平均值。这些超前的观点开始拨开了人们眼前的迷雾。1932年，Staudinger提出了溶液粘度与分子量的关系，这成为了人们观测大分子的一种有力工具。大量的实验事实都证明了大分子的存在，人们又称它为“高分子”或“聚合物”。高分子学说得到了越来越多人的承认，到20世纪30年代末期，高分子学说终于战胜了胶体缔合论，这是一个重要的里程碑。从此，高分子科学得到了欣欣向荣的健康发展。

随着人类社会对高分子材料的强烈需求，一些有机化学家开展了缩聚反应及自由基聚合反应的研究，并通过这些反应相继开发出尼龙(聚酰胺)66、氯丁橡胶、丁苯橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等一大批高分子新材料，从而形成了“高分子化学”的研究领域。随着大批新合成高分子的出现，解决对这些新聚合物的性能表征，以及了解其结构对性能的影响等问题也随之变得很必要了。因此从20世纪40年代至50年代，一批化学家、物理学家投人了这方面的研究，渐渐形成了“高分子物理”(含高分子物理化学)研究领域。随着高分子化学、高分子物理研究工作的深入及高分子材料制品向人类生活各个领域的迅速扩展，高分子材料的成型加工原理及技术研究、高分子化合物生产中的工程问题的研究日渐产生，从而形成了涉及高分手成型加工及聚合反应工程研究的“高分子工程”研究领域。高分子化学、高分子物理和高分子工程等研究领域组成了高分子科学的基本内涵，从而形成了“高分子科学与工程”学科。在高分子科学的形成和发展过程中，除Staudinger外，世界上许多科学家对此也做出了巨大贡献，比如Ziegler(德国)、Natta(意大利)、Flory(美国)和de Gennes(法国),他们分别因在配位聚合反应和高分子物理等领域对高分子科学的发展做出了开创性或奠基性工作而荣获诺贝尔奖[5]。

    从20世纪30年代至40年代，高分子物理领域中最有代表性的工作有以下几件[3]：W。Kuhn,E。Guth和H。Mark等把统计力学用于高分子链的构象统计，并建立了橡胶的高弹性的统计理论；T。Svedberg把超离心技术发展成为测定高分子的分子量和分子量分布的方法，并用它测定了蛋白质的分子量；1942年，P。J。Flory和M。L。Huggins利用似晶格模型推导出了高分子溶液的热力学性质，这使渗透压等高分子稀溶液的依数性质得到了理论上的解释；P。Debeye和B。H。Zimm等发展了光散射法研究高分子溶液的性质；1949年，在大量的流体力学理论研究的基础上，Flory和Fox把热力学和流体力学联系起来，使高分子溶液的粘度、扩散、沉降等宏观性质与分子的微观结构有了联系。另外，对高分子聚集态粘弹性质的研究也取得了重要的成果，最著名的是A。V。Tobolsky, M。L。Williams, R。F。Landel, J。D。Ferry, P。E。Rouse, F。Buech和B。Z。Zimm等人的工作。J。D。Watson用F。H。C。Crick用X射线衍射法研究高分子的晶态结构，于1953年确定了脱氧核糖核酸的双螺旋结构。此后人们发现许多天然高分子和合成高分子都具有这种奇特的结构。此外，像偏振红外吸收光谱、旋光色散、核磁共振、示差热分析，在密度梯度池中的沉降和扩散等聚合物鉴定的新方法都得到了一定程度的发展。至20世纪50年代，高分子物理学基本形成。