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Después de que se comprendieran los principios de la combustión, otro debate de gran importancia se apoderó de la química: el vitalismo y la distinción esencial entre la materia orgánica e inorgánica. Esta teoría asumía que la materia orgánica sólo puede ser producida por los seres vivos, atribuyendo este hecho a una vis vitalis inherente a la propia vida. Base de esta asunción era la dificultad de obtener materia orgánica a partir de precursores inorgánicos. Este debate fue revolucionado cuando Friedrich Wöhler descubrió accidentalmente en 1828 cómo se podía sintetizar la urea a partir de cianato de amonio, mostrando que la materia orgánica podía crearse de manera química. Sin embargo, todavía se mantiene vigente la clasificación en química orgánica e inorgánica, ocupándose la primera esencialmente de los compuestos del carbono y la segunda de los compuestos de los demás elementos.

El motor para el desarrollo de la química orgánica -en un principio-, fue la curiosidad sobre los productos presentes en los seres vivos (con la esperanza de encontrar nuevos fármacos) y la síntesis de los colorantes o tintes. Luego, fue el descubrimiento de la anilina por Runge y la primera síntesis de un colorante artificial por Perkin.

Al poco tiempo, se añadieron los nuevos materiales como los plásticos, los adhesivos, los cristales líquidos, los fitosanitarios, etc.

Hasta la Segunda Guerra Mundial la principal materia prima de la industria química orgánica era el carbón, dada la gran importancia de Europa en el desarrollo de esta parte de la ciencia y el hecho que en Europa no hay grandes yacimientos de alternativa, como el petróleo. Con el final de la Segunda Guerra Mundial y el creciente peso de los Estados Unidos en el sector químico, la química orgánica clásica se convierte cada vez más en la petroquímica que se conoce hoy. Una de las principales razones es la mayor facilidad de transformación y la gran variedad de productos de partida encontradas en el petróleo.

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