山东大学微生物学科历史悠久，基础良好。早在1950年王祖农先生来山东大学植物学系任教后，即在植物专业中创建了微生物学组。这是国内微生物专业的前身。当时与山东大学医学院、水产系合作，先后开设了普通微生物学、土壤微生物学、医学微生物学、水生微生物学等专业课。1951年，第一届微生物学组学生毕业，是我国第一批微生物学专业人才（共毕业三名学生：杨颐康——华东师范大学、孙怀玉——中科院海洋研究所、李良庆——中科院微生物研究所）。
　　1952年，我国高等院校院系调整时，山东大学植物学系和动物学系合并为生物学系。下设的植物学专业中，设置了微生物学专门化，直至1959年扩建为微生物学专业。在课程设置方面，增设了微生物生理学、微生物技术学、抗菌素学（后扩展为工业微生物学）等课程，基本形成了较完整的教学体系。1962年，受教育部委托，由武汉大学、山东大学和复旦大学三校共同编写了我国综合性大学的第一部“微生物学”教科书。“文革”期间开设有工业微生物学专业、农业微生物学专业，先后招生三届，近300余名学员毕业。
　　山东大学为了进一步发挥微生物学科的优势，于1984年专门成立了微生物学系，除原有的微生物学专业外，经国家教委批准增设微生物工程专业。这是我国综合性大学生物学科方面开创的理工结合的试点。微生物学专业陆续增设了微生物分类学、微生物生态学和微生物遗传学等专业课程，以及与近代生物学课程相应的分子遗传学，生物信息学等实验课程，并分别出版了教科书。
　　半个多世纪以来，山东大学微生物学科的发展与时俱进，目前，本学科的教学和教学实验课的主要内容已与国外主流院校相近。
　　在研究生培养方面，山东大学微生物学专业于1956年和1961年，已分别招收有研究生。1981年恢复学位制后，又被国务院学位办批准为我国第一批、也是委属高校中唯一的微生物学博士点，开始招收硕士、博士研究生，并于1985年培养出了我国高校中第一位微生物学博士（曲音波）。自1981年招收微生物学博士以来，为国家和社会培养了大批优秀人才，为我国微生物学科的发展作出了应有的贡献。
　　在科学研究方面，早在20世纪50年代初，开始了纤维素降解和自养微生物学、固氮菌的研究工作。首次在盐碱地分离出嗜盐纤维分解菌、在江西红壤土分离出耐酸固氮菌，1990年首次报道可利用纤维素固氮的放线菌，为以微生物学方法改良土壤提供了基础微生物学方面的有力支持。1959年，在中科院有机研究所的协助下，得到我国第一个结构阐明的新抗菌素—棒曲霉素。半个多世纪以来，在王祖农教授的领导下，持续开展了纤维素生物降解机制的研究，经过几代人坚持不懈的努力，已经从微生物学、生物化学，拓展到生物工程学、分子生物学、生物信息学等学科和农业、环保等应用领域。
　　为了加强山东大学微生物学科的科研力量，早在1964年被高教部批准成立了“山东大学微生物研究室”，专职从事微生物学的研究，并于1981年扩建为“山东大学微生物研究所”。微生物学科1987年被评为国家重点学科，2001年和2007年又两次以优异成绩继续被评为国家重点学科。同年，经国家计委和国家教委批准，依托于“山东大学微生物研究所”筹建“发酵工程国家重点实验室”（后改名为“微生物技术国家重点实验室”）。1995年10月通过国家验收，并正式对外开放。
　　近五年来，山东大学微生物学科进一步明确以与人类社会可持续发展直接相关的微生物技术为主要研究对象。主要研究方向有：（1）生物质资源微生物技术研究；（2）资源和环境微生物以及海洋微生物研究；（3）发酵新产品、新工艺的研究，以及精细化工产品的生物转化技术；（4）分子生物技术研究；（5）生化工程技术研究。
　　在上述领域的研究中发展迅速，取得了一批重要成果，有的居国内领先，有的达到国际先进水平。如以高培基、曲音波教授为代表的山东大学研究团队在纤维素酶等相关研究中，发表的论文数和它引数均为国内第一，获国内外同行的广泛认可，多篇论文获得高频次引用。基于山东大学在纤维素的研究方面有深厚的基础与实力，以山东大学曲音波教授为“973”项目首席科学家的“木质纤维素资源高效生物降解转化中的关键科学问题研究”获批准立项。相关研究已获得国家级和省、部级（一等奖）5项奖励，对学科发展发挥了推动作用。