Como vencedor dentre mais de 19.000 participantes, o CHEMISTRY estreou em dezembro de 2000 com seu single "Saigo no yoru". Apenas quatro meses depois, a estréia como major na Sony veio com o single "Pieces of a dream", que vendeu mais de um milhão de cópias e alcançou o primeiro lugar na Oricon. Um sucesso tremendo, mas não surpreendente, já que geralmente os artistas descobertos em programas de talentos aparecem no topo das paradas.
No verão eles participaram no MTV SUMMER SUMMIT 2001, em Taiwan. Dois singles depois, seu primeiro álbum "The way we are" saiu em novembro. Em primeiro lugar das paradas novamente, como o esperado, mas agora o ponto crítico para bandas de talentos chegaria: eles seriam capazes de se manter no topo, ou desapareceriam da cena?
Ao lado de sua participação no "Voices of Korea/Japan" da Copa do Mundo da FIFA 2002, mais singles e álbuns foram lançados, um depois do outro batendo recordes de vendas da banda. Em julho de 2003, o álbum de remixes "Between the lines" foi lançado e, por esta época, o grupo separou-se de seu antigo produtor.
Seu terceiro álbum, "One x One", de fevereiro de 2004, foi produzido pelos próprios Kawabata e Dochin e variava um pouco do som típico do CHEMISTRY. Não vendeu tão bem quanto seus lançamentos anteriores, mas foi suficiente para levá-los ao topo das paradas novamente.
Depois de seu álbum seguinte "fo(u)r" (e seu remix "Re:fo(u)rm" que saiu em agosto de 2006), é garantido que o CHEMISTRY vai continuar na cena, e não desaparecer como outros artistas descobertos.
Fora sua participação na Copa do Mundo da FIFA 2002, o Chemistry também ficou famoso na Coréia com sua colaboração na canção "Let's Get Together Now", figurando talentos ambos da Coréia e do Japão, e fazendo amizade com a cantora coreana Lena Park, que aparece no lado-b "Dance with Me" no single "Kimi ga Iru".
Em Abril de 2007, a dupla lançou seu vigésimo single, "Sora no kiseki", que fala sobre amor à distância. Sua agenda foi cheia de show naquele verão, e em Julho eles se apresentaram no Excite Music Festival '07 no Saitama Super Arena. Isto foi seguido por outro single, "This Night", que fala da a história de um coração partido em uma perspectiva feminina. Aumentando novamente a enorme popularidade do grupo, a faixa-título foi usada com encerramento do anime "Chikyuu he". Essa moda continuou com o próximo single da dupla, uma balada chamada "Saigo no kawa", foi tema do filme "Zou no senaka". A imagem do grupo foi exposta novamente na mídica com o single "Kagayaku yoru" usada na abertura do Mundial de Clubes FIFA 2007.
Em Janeiro de 2008, foi lançado o aguardado quinto álbum do CHEMISTRY, "Face to Face", seu primeiro álbum de estúdio em dois anos. O primeiro single de 2008 do grupo, "Life goes on", agendado para sair em Agosto, será tema da série de TV "Seiyou Kottou Yougashiten ~Antique~". A dupla está muito longe de parar e parece que este par irá continuar compondo hits e ganhando novos fãs por anos a fio.