Nel 1848,Carl Remigius Fresenius aprì un laboratorio privato con cinque studenti e un assistente, il dottor Emil Erlenmeyer (1825-1909), in una casa al numero 11 di Steinhohl (poi Kapellenstraße). Il laboratorio si espanse rapidamente e fu presto ampliato con l'acquisto della casa in Kapellenstraße 13. Sempre più frequentato da industriali, minatori e commercianti, l'importanza dell'istituto per le autorità di Nassau crebbe costantemente. Ad esempio, Fresenius fu consultato dal Collegio delle Finanze per questioni relative all'imbottigliamento, al riempimento e alla spedizione dell'acqua minerale, all'uso dei prodotti minerari e all'analisi del mosto d'uva. Anche il tribunale penale si è avvalso del suo aiuto in tutti i casi sottoposti al tribunale che riguardavano questioni chimiche specialistiche. Inoltre, sono state effettuate richieste da parte degli uffici amministrativi, delle autorità municipali e dell'associazione di storia naturale, dell'associazione commerciale, dell'associazione degli agricoltori e forestali di Nassau e dell'associazione per lo studio delle antichità e della storia di Nassau. Il laboratorio veniva utilizzato anche per revisionare gli articoli da pubblicare nella Zeitschrift für analytische Chemie di Fresenius, appena fondata. Negli anni Sessanta del XIX secolo si aprirono ulteriori campi di attività grazie alla stretta collaborazione con la nuova stazione sperimentale enologica e all'aggiunta di un dipartimento igienico-batteriologico nel 1884. Fresenius aveva diviso per tempo la gestione tra i due figli Remigius Heinrich Fresenius e Theodor Wilhelm Fresenius e il genero Ernst Hintz. Di conseguenza, l'azienda continuò a crescere costantemente dopo la sua morte.

Solo gli effetti della Prima Guerra Mondiale e le sue conseguenze posero fine allo sviluppo positivo e peggiorarono la situazione economica. All'inizio del nuovo secolo, i nipoti del fondatore dell'azienda, Remigius e Ludwig Fresenius, si unirono all'attività di laboratorio e ne assunsero la direzione nel 1920. Durante il periodo nazista, l'assenza di partner commerciali stranieri poteva ancora essere compensata a livello nazionale. Tuttavia, gli effetti della Seconda Guerra Mondiale colpirono nuovamente l'azienda. Parte degli edifici del laboratorio furono distrutti da un bombardamento nel 1945 e il momento del nuovo inizio richiese ai dipendenti del Laboratorio Chimico un grande talento di improvvisazione. Dopo la fine della guerra, il laboratorio ricevette i primi ordini dall'esercito americano di occupazione. Gli fu affidato anche il compito di monitorare l'acqua potabile di Wiesbaden, dato che gli uffici di controllo statali erano stati distrutti. Gradualmente si aggiunsero gli ordini delle autorità e dei produttori di alimenti. Fresenius divenne un importante partner di consulenza per le associazioni tedesche dell'industria delle bevande e l'analisi Fresenius stampata sull'etichetta divenne il marchio di qualità per molte acque minerali. A questo punto, i pronipoti Remigius (*1931) e Wilhelm Friedrich Nils Remigius Fresenius entrarono in azienda e il laboratorio di analisi si sviluppò rapidamente. Nel 1962, il dipartimento didattico fu separato dal laboratorio di analisi e continuò come "Gemeinnützige Chemieschule Fresenius GmbH".

Nel 1972, Ludwig Fresenius (*1943), la quinta generazione, assunse la direzione dell'azienda e apportò cambiamenti radicali: il dipartimento di analisi del Chemisches Laboratorium Fresenius fu trasformato in "Institut Fresenius Chemische und Biologische Laboratorien GmbH" e nel 1975 l'istituto si trasferì a Taunusstein-Neuhof. A partire dagli anni '80, l'Institut Fresenius si è concentrato non solo sui suoi campi di lavoro tradizionali, ma anche sui servizi di ingegneria per la protezione dell'ambiente e la consulenza in settori correlati come la bonifica di siti contaminati, lo sviluppo di prodotti, i test di identità, purezza e approvazione e i test sui farmaci. Fresenius si è sviluppata fino a diventare il leader del mercato tedesco nel campo dell'analisi della qualità e dell'ambiente. Dopo la riunificazione dei due Stati tedeschi, è stato rilevato il "Laboratorio per l'analisi applicata allo stato solido" di Dresda. Fresenius è considerato il leader di mercato nei servizi di laboratorio non medici in Germania. Dal 2004 "Institut Fresenius Chemische und Biologische Laboratorien AG" è una filiale della SGS (Société Générale de Surveillance) di Ginevra.