У першій половині XX століття найважливішим для становлення й розвитку аналітичної хімії стало відкриття хроматографії (М. Цвєт), створення краплинного аналізу (, ), запровадження у практику аналітичної хімії органічних аналітичних реагентів (, ), створення теоретичних основ та апаратури для електрохімічного і спектроскопічного методів аналізу. За праці, які мали фундаментальне значення для аналітичної хімії, Нобелівські премії присуджено С. Арреніусу (1903, теорія електролітичної дисоціації), Ф. Преґлю (1923, мікроаналіз органічних речовин), А. Тіселіусу (1948, електрофорез та адсорбційний аналіз), А. Мартіну та Р. Сінґу (1952, метод розподільної хроматографії), Я. Гейровському (1959, полярографічний метод аналізу).