Duet CHEMISTRY rozpoczął karierę muzyczną w 2000 roku własną piosenką Saigo no yoru podczas przesłuchań "Asayan", organizowanych przez Sony Music Entertainment. Zaledwie cztery miesiące później, już z podpisanym kontraktem z tą wytwórnią, muzycy zadebiutowali w nurcie major, wydając maksisingiel PIECES OF A DREAM. Wydawnictwo to sprzedało się w ilości ponad miliona kopii, osiągając pierwsze miejsce rankingu Oriconu! Był to niesamowity sukces formacji, jednak nie powinien aż tak zaskakiwać - zespoły odkryte na pokazach talentów z całego świata zazwyczaj dominują w pierwszej dziesiątce takich zestawień.
Latem 2001 roku ta młoda grupa wzięła udział w MTV SUMMER SUMMMIT na Tajwanie. Dwa single po tym wydarzeniu, w listopadzie, CHEMISTRY wydał pierwszy album The Way We Are. Jak można było się spodziewać, wydawnictwo od razu pojawiło się na szczytach list muzycznych w całej Japonii. Jednak obserwatorzy i krytycy muzyczni zaczęli zadawać sobie pytanie, czy grupa - tak jak wiele innych przed nią - zniknie, czy fortuna dalej będzie jej sprzyjać?
W kolejnym roku zespół wziął udział w oficjalnych uroczystościach FIFA WORLD CUP 2002 (jako część japońsko-koreańskiego Voices of Korea/Japan), równocześnie wydając kolejne single i albumy oraz łamiąc jeden po drugim własne rekordy sprzedaży. W lipcu 2003 na sklepowe półki trafiła płyta z remiksami Between the Lines; w tym samym czasie grupa rozstała się z dotychczasowym producentem.
Trzeci album One X One, wydany w lutym 2004 roku, został wyprodukowany przez Kawabatę Dohchina, a jego brzmienie dosyć różniło się od typowego dla tego zespołu. Chociaż krążek nie sprzedał się tak dobrze jak niektóre z wcześniejszych wydawnictw formacji, po raz kolejny wywindował ją na szczyty list przebojów.
Po nagraniu albumu fo(u)r i jego zremiksowanej wersji Re:fo(u)rm stało się jasne, że CHEMISTRY nie pójdzie w ślady podobnych mu zespołów z areny międzynarodowej, które szybko znikały ze sceny muzycznej - grupa wciąż utrzymywała się na topie.
Poza udziałem w FIFA WORLD CUP 2002, CHEMISTRY zdobył popularność w Korei także dzięki znanej piosence Let's Get Together Now, nagranej wspólnie z innymi japońskimi i koreańskimi artystami. Muzycy współpracowali też z koreańską piosenkarką Leną Park, znaną z tworzenia ballad. Wzięła ona udział w nagrywaniu piosenki Dance With Me z singla Kimi ga iru.
W kwietniu 2007 roku duet wydał swój dwudziesty maksisingiel Sora no kiseki, traktujący o miłości na odległość. Lato było pełne występów, na przykład w lipcu muzycy brali udział w Excite Music Festival '07 w Saitama Super Arena. Niedługo później na sklepowe półki trafił kolejny maksisingiel This Night, opisujący historię złamanego serca z damskiej perspektywy. Utwór tytułowy został użyty jako ending w anime "Chikyuu he", co jeszcze zwiększyło i tak dużą popularność grupy. Ten trend utrzymywał się dzięki piosence tytułowej z kolejnego maksisingla, balladzie Saigo no kawa, którą wybrano na utwór przewodni filmu "Zou no senaka". Kolejny krok naprzód nastąpił, gdy nowe wydawnictwo tego typu, Kagayaku yoru, zostało użyte podczas ceremonii otwarcia FIFA Club World Cup Japan 2007.
W styczniu 2008 roku do sklepów trafił długo oczekiwany album zespołu, Face to Face - jego pierwsza autorska płyta od dwóch lat. Ponadto jedna z piosenek z pierwszego singla grupy wydanego tego roku, Life goes on, znów posłużyła jako utwór przewodni - tym razem do serialu "Seiyo Kotto Yogashi Ten - Antique."
Przez następne dwa lata CHEMISTRY wydał wiele singli, zawierających także utwory nagrywane z innymi artystami, oraz dwie płyty, z czego jedna jest składanką największych hitów. Dodatkowo zespół wyruszył w trasę i po jej zakończeniu na sklepowych półkach pojawiło się DVD zawierające nagrania z poszczególnych koncertów.
Nie tracąc ani chwili na odpoczynek, duet postanowił uczynić rok 2011 kamieniem milowym swojej kariery - CHEMISTRY zadebiutował w USA, występując na konwencie anime Otakon. Muzycy z pewnością zaspokoili oczekiwania fanów, rozpoczynając swoim show konwent 29 lipca. Wcześniej ich przeboje Period i MERRY-GO-ROUND zostały wykorzystane w dwóch serialach anime: "Fullmetal Alchemist: Brotherhood" i "Mobile Suit Gundam". Po powrocie do kraju grupa kontynuowała koncertowanie, w między czasie nagrywając dwa nowe single.
Na początku 2012 roku ukazał się album Trinity, który duet promował trasą trwającą od lutego do kwietnia. Finałowy koncert odbył się 7 kwietnia w Okinawie. Następnego dnia członkowie zespołu za pośrednictwem strony internetowej ogłosili, że rozpoczynają solowe kariery. Tym samym przerywają działalność jako CHEMISTRY.
