Ένα κτίριο που δεν εγκαταλείφθηκε από την πρώτη μέρα λειτουργίας του είναι το Παλαιό Χημείο στα Εξάρχεια. Θεμελιώθηκε το 1887 & άρχισε να λειτουργεί το 1890.
Το κτίριο σχεδιάστηκε από τον Γερμανό αρχιτέκτονα Ερνέστο Τσίλλερ. Πρωτεργάτης για την ίδρυση του κτιρίου ήταν ο καθηγητής Χημείας Αναστάσιος Χρηστομάνος, ο οποίος αφιέρωσε 45 χρόνια από τη ζωή του για να κατασκευαστεί το κτίριο, αλλά και για να διδάξει νέους φοιτητές. Στις αρχές του 1900 ήταν τόσοι πολλοί οι φοιτητές που έφταναν από τις 07.00 το πρωί για να πιάσουν σειρά και να βρουν θέση ώστε να παρακολουθήσουν το μάθημα.
Στις 16 Αυγούστου 1911 ξέσπασε πυρκαγιά. Η πυροσβεστική καθυστέρησε πολύ να πάει επειδή δεν υπήρχαν τα μέσα να ειδοποιηθεί εγκαίρως – η αντλία ήταν ατμοκίνητη και μετακινείτο με άλογα. Η φωτιά εξαπλώθηκε. Όταν τελικά έφτασαν, το κτίριο είχε σχεδόν καταστραφεί. Παρ’ όλα αυτά κατάφεραν να διασωθούν κάποια όργανα Φυσικής. Το 1916 αποκαταστάθηκαν οι ζημιές και προστέθηκε ο δεύτερος όροφος, ενώ μια δεκαετία αργότερα χτίστηκε ο τρίτος.
Το κτίριο του Παλαιού Χημείου αποτελεί μνημείο της Ιστορίας της πανεπιστημιακής εκπαίδευσης των φυσικών επιστημών στη χώρα μας. Επίσης, συνδέεται άμεσα με τους εθνικούς και δημοκρατικούς αγώνες φοιτητών και διδασκόντων την εποχή της Κατοχής και της Δικτατορίας και τους αγώνες για την ανεξαρτητοποίηση της Κύπρου. Κατά τη διάρκεια της Κατοχής, από τον ασύρματο που βρίσκεται ακόμη και σήμερα στην ταράτσα του κτιρίου, επικοινωνούσαν με την Αίγυπτο μέσω σημάτων Μορς. Στη mixanitouxronou.gr αναφέρεται το εξής περιστατικό: «Οι Γερμανοί με ραδιογωνόμετρο εντόπισαν ότι στο Χημείο γινόταν εκπομπή και λήψη σήματος και πήγαν να συλλάβουν τους δράστες. Ο καθηγητής Φυσικής Καίσαρ Αλεξόπουλος όμως, είχε φροντίσει να αποσυναρμολογηθεί και να μπει στις βιτρίνες ως έκθεμα – έτσι δε βρήκαν τίποτα στο κτίριο που να αποδεικνύει εκείνο που υποψιάζονταν. Αργότερα, στις 14 Οκτωβρίου 1944, ένας από τους ασυρμάτους μεταφέρθηκε στους ραδιοθαλάμους του Ζαππείου για να μεταδοθεί το μήνυμα της απελευθέρωσης. Δεν μεταδόθηκε από το Χημείο όπως πολλοί πιστεύουν, διότι στο Ζάππειο υπήρχαν ραδιοθάλαμοι και οι κατάλληλες κεραίες για να έχει πιο μεγάλη εμβέλεια, σε αντίθεση με το Χημείο όπου η κεραία δεν ήταν τόσο ισχυρή».
Στις αρχές Νοεμβρίου του 1973 το φοιτητικό κίνημα δραστηριοποιήθηκε και στους χώρους του Παλαιού Χημείου και δημιουργήθηκε μία από τις σπίθες του φοιτητικού κινήματος που οδήγησαν στην κατάληψη της Νομικής και την εξέγερση του Πολυτεχνείου. Επίσης, κατά τη διάρκεια της μεταπολίτευσης έγιναν μεγάλες καταλήψεις που συνδέθηκαν με σημαντικά αιτήματα του φοιτητικού κινήματος.
Στο κτίριο αυτό στεγάστηκε, εκτός από τη Φυσικομαθηματική Σχολή, το Εθνικό Χημείο, το Γενικό Χημείο του Κράτους, το Εθνικό Γραφείο Μέτρων και Σταθμών, η Γεωδαιτική Επιτροπή, η Θαλασσογραφική Εταιρεία, η Φυσιοδιφική Εταιρεία, το Βοτανικό Μουσείο, ο Ομιλος Φίλων Ασυρμάτου, ο Ραδιοφωνικός Σταθμός του Πανεπιστημίου Αθηνών και το Μουσείο Φυσικών Επιστημών και Τεχνολογίας. Μέχρι το 2006 που ξεκίνησαν οι εργασίες συντήρησης του νεοκλασικού, γίνονταν ακόμα μαθήματα σε φοιτητές του Παιδαγωγικού τμήματος και ο υπόλοιπος χώρος αξιοποιείτο ως μουσείο. Σήμερα λειτουργεί εκεί η βιβλιοθήκη της Νομικής Αθηνών.