合成药物化学研究室是我所的重点科室之一，在黄量院士、梁晓天院士等老一代科学家的带领和指导下，经过六十余年的发展，建立了成熟的学科体系，并积累了丰富的药物创新与研发经验，形成了完整的科学研究团队。研究方向涵盖了肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病、神经精神类疾病、自身免疫疾病和感染性疾病等重大疾病治疗药物的研究与开发。合成药物化学研究室现有70名科研人员，其中包括有16名研究员和19名副研究员。该科室所属学科属于全国高校药学重点学科，现有博士生导师15名，硕士生导师16名,并建有博士后流动站。
合成药物化学研究室已研发上市的新药有双环醇(商品名：百赛诺)、丁苯酞及丁苯酞软胶囊(恩必普)、甲异靛、艾瑞昔布等；正在进行临床研究的新药包括有丁苯酞钾盐、盐酸氯苯哌酮、硝克柳胺、左黄皮酰胺、布格呋喃、芬乐胺、吡法齐明、普赛莫德、艾托莫德以及艾姆地芬等。研究方向主要包括有：
1.基于靶点的药物分子设计、合成与成药性研究：基于计算机辅助药物设计以及人工智能等技术开展小分子先导化合物的发现与结构优化，并在全面成药性研究的基础上，确定候选药物开展进一步的研发。
2. 活性天然产物的全合成和结构改造：开展复杂活性天然产物的全合成与结构优化工作，发现天然产物来源的原创药物。
3.化学生物学研究：以新型结构化学小分子(天然和人工合成)为探针，发现活性分子作用靶标，探讨药物分子与靶标的相互作用，阐明药物分子与生物大分子的作用模式。
