隨著化工所的發展，規模愈來愈大，大型的中間試驗陸續上馬，研究和實驗用房短缺的矛盾日益突出。由于長期附設在老浙大內，房屋緊張且條件較差，一些大型儀器無法進行安裝，大大影響了試驗工作的開展。另選所址，建造全部研究和生活用房，就成了急需解決的問題。
籌建所址，實際上從1950年建所之日起即醞釀選擇。開始擬在浙大附近玉泉新建，1959年省委領導決定在龍山化工區新建，后因半山鋼鐵廠上馬，基建款改投鋼鐵廠。1960年，浙江省委力圖在烏溪江沿岸創建教育、生產、科研三位一體的化學城，決定在衢州化工廠附近與浙江化工學院一并新建，并已完成了施工前期的一切準備工作。當時由于國家連續幾年遭受自然災害，國民經濟貫徹以調整為主的“八字”方針，因而再度停建。1963年雖經省人委向衛生廳所屬杭州衛生學校，撥借一部分房子，臨時解決了器材倉庫、辦公室及部分宿舍問題，但實驗用房一直未能解決。鑒于上述情況，1964年提出報告在所現址，利用老浙大操場進行擴建，建造4000~5000平方米研究樓一座，但未獲批準。1965年，為推動科研單位深入生產第一線，浙江省委發出了化工所南遷衢縣的指示，得到消息，人們象一口炸開的鍋，議論紛紛。所黨委立即采取行動，召開緊急會議，表示堅決貫徹執行。并自上而下，首先在骨干中進行傳達和動員。針對職工對遷移缺乏精神準備，有留戀城市的思想，進行深入細致的思想政治工作。同時，一邊派出工作組去衢縣現場察看和調查，一邊建立遷建班子，具體安排搬遷事項，從快做好了遷移的準備工作。除微生物研究室全部人員、設備儀器劃歸省輕工研究所外，其余人員全部被動員起來，于1965年5月起，分水陸兩路搬往衢縣，僅用一年時間搬遷完畢。所部設在借用的衢州化工廠總試驗室大樓里，原總試驗室的部分人員約30余人，隨帶課題劃歸化工所。另外，還把金華鋼鐵廠在衢縣缸窯的舊址（約70畝土地）上留下的一些破爛廠房改建為實驗工廠。就這樣，化工所進行了第二次建設所址的艱苦歷程。
但誰也沒有想到，把還沒來得及安頓好工作場所的化工所，卷入了濁浪翻滾的漩渦中。
1966年下半年起，設置不久的行政管理機構遭到癱瘓，剛升格的設計室和原有的研究室均受破壞，代之而來的是所革命委員會和各種運動辦公室，全所職工被圈在實驗工廠脫產“鬧革命”，人員被強制性地以“排”為單位編制起來，搞“斗批改”。許多干部和科技人員蒙受不白之冤，關進了“牛棚”?？萍既藛T在普遍受沖擊，備受歧視，打擊乃至殘酷迫害的艱難處境中，為了使科研工作不至中斷，仍然采取各種方式堅持科研工作，有的偷偷進行試驗，有的干脆“閉門造車”。造反派盯上門來找麻煩，他們一聽敲門聲便速將研究資料藏入床下，手捧紅寶書出來迎接“不速之客”。就在這樣讓人提心吊膽的氛圍中，有被打成走“白專道路”的典型的年代里，科技人員置個人的安危于不顧，頂著逆流，以超人的毅力和勇氣，延續著化工所的生命。后來，黨中央發出了“抓革命，促生產”的指示，科研工作漸漸出現了轉機。
1969年，一支三結合科研小分隊，帶著化工部的任務，來到龍游農藥廠，開展了一場“農藥毒殺芬工藝改造會戰”，龍游農藥廠原是一個連年虧損，日子難熬的小廠，經過科研小分隊冒著風險苦干了六個月，完成了設計、制造、安裝到試生產成功。一個年產1000噸的連續法毒殺芬車間投產后，使該廠產量提高，成本下降，利潤大增，起死回生。更具有歷史意義的是，在那“文革”烈火遍地燒的歲月里，卻誕生了性能優良的“1211”滅火劑。1972年在上海吳淞口萬噸油輪上通過著火面積2800平方米的大型滅火應用試驗，滅火效果為二氧化碳的3.5倍，轟動了整個上海。上?？平屉娪爸破瑥S將“1211”滅火劑在幾秒鐘內把沖天大火“連根軋斷”的滅火神威搬上銀幕，參加了國際科技交流。也就是在這年以后，肥料、農藥、分析、設計、情報、有機高分子六個研究室又相繼恢復，研究所里被攪亂的科研體系，逐漸恢復了本來的面目。
在那動亂的年代，廣大科技人員忍辱負重，頂著逆流，仍然拿出了一批重大科研成果，如磷酯銨液體肥料、速滅威、倍硫磷、氯乙烯—丙烯改性樹脂、聚氟乙烯、SLH型雙螺旋混合機等，正是由于他們的努力，在化工科研的征途上，化工所沒有停止前進的腳步。