標志由中國科學院首任院長郭沫若先生題字；標志的中心主體由代表原子的橢圓形三環構成，既突出化物所科學研究的專業特點，又蘊含了嚴謹的科學精神和無限的探索力；中間一環分解為C、P兩個字母，C為Chemical，代表化學；P為Physics，代表物理。三環聯合既象征多學科的交叉融合,又表現出基礎研究、應用研究和高技術產業的綜合集成；三環圍繞著中心的圓點象征團隊精神，表現出化物所具有強烈的向心力和凝聚力。標志以藍色為基本色，表明大連化物所坐落在海濱城市大連。