Carl Remigius Fresenius a ouvert en 1848 un laboratoire privé dans une maison au n° 11 de la Steinhohl (future Kapellenstraße) avec cinq élèves et un assistant, le Dr Emil Erlenmeyer (1825-1909). Le laboratoire se développa rapidement et fut bientôt agrandi par l'achat de la maison située au 13 de la Kapellenstraße. De plus en plus fréquenté par les industriels, les mineurs et les commerçants, l'importance de l'établissement pour les autorités de Nassau ne cessa de croître. Fresenius fut par exemple consulté par le Collège des finances pour des questions relatives au captage, au remplissage et à l'expédition d'eau minérale, à l'utilisation de produits miniers et au contrôle du moût de raisin. Le tribunal pénal a également fait appel à lui dans toutes les affaires traitées par les tribunaux et portant sur des questions de chimie. S'y ajoutaient les demandes des services administratifs, des autorités communales et de l'association d'histoire naturelle, du Gewerbeverein, de l'association des agriculteurs et des forestiers de Nassau ainsi que de l'association pour l'étude des antiquités et de l'histoire de Nassau. Le laboratoire était également utilisé pour vérifier les articles qui devaient être publiés dans la nouvelle revue de chimie analytique de Fresenius. D'autres champs d'activité s'ouvrirent dans les années 1860 grâce à l'étroite collaboration avec la station d'expérimentation œnologique nouvellement créée et à l'ajout d'un département d'hygiène et de bactériologie en 1884. Fresenius avait réparti à temps la direction entre ses deux fils Remigius Heinrich Fresenius et Theodor Wilhelm Fresenius et son gendre Ernst Hintz. Ainsi, même après sa mort, l'entreprise a pu enregistrer une progression constante.

Ce n'est qu'avec les effets de la Première Guerre mondiale et ses conséquences que cette évolution positive prit fin et que la situation économique se détériora. Au début du nouveau siècle, les petits-enfants du fondateur de l'entreprise, Remigius et Ludwig Fresenius, avaient rejoint le laboratoire et en prirent la direction en 1920. Pendant la période nazie, l'absence de partenaires commerciaux étrangers pouvait encore être compensée au niveau national. Cependant, les conséquences de la Seconde Guerre mondiale ont à nouveau touché l'entreprise de plein fouet. Une partie des bâtiments du laboratoire a été détruite lors d'un bombardement en 1945 et la période de reconstruction a exigé beaucoup de talent d'improvisation de la part des collaborateurs du Laboratoire chimique. Les premières missions du laboratoire après la fin de la guerre lui ont été confiées par l'armée d'occupation américaine. On lui a également confié la surveillance de l'eau potable à Wiesbaden, car les services de surveillance de l'État avaient été détruits. Peu à peu, les autorités et les fabricants de produits alimentaires lui ont confié de nouvelles missions. Fresenius devint un partenaire conseil important des associations allemandes de l'industrie des boissons et l'analyse Fresenius imprimée sur l'étiquette devint le label de qualité de nombreuses eaux minérales. Les arrière-petits-enfants Remigius (*1931) et Wilhelm Friedrich Nils Remigius Fresenius avaient déjà rejoint l'entreprise et le laboratoire d'analyse se développait rapidement. En 1962, le département d'enseignement fut séparé du laboratoire d'analyse et poursuivi sous le nom de "Gemeinnützige Chemieschule Fresenius GmbH".

En 1972, Ludwig Fresenius (*1943), la cinquième génération, a repris la direction de l'entreprise et a entraîné des changements massifs au sein de l'entreprise : le département d'analyses du Laboratoire chimique Fresenius a été transformé en "Institut Fresenius Chemische und Biologische Laboratorien GmbH" et en 1975, l'institut a déménagé à Taunusstein-Neuhof. Depuis les années 1980, l'Institut Fresenius s'est orienté, en plus de ses domaines d'activité classiques, vers les services d'ingénierie dans le domaine de la protection de l'environnement ainsi que vers le consulting dans des secteurs connexes tels que l'assainissement des sites contaminés, le développement de produits, les tests d'identité, de pureté et d'homologation ainsi que les analyses de médicaments. Fresenius est devenu le leader du marché allemand dans le domaine de l'analyse de la qualité et de l'environnement. Après la réunification des deux États allemands, l'entreprise a repris le "Laboratoire d'analyse appliquée des corps solides" de Dresde. Fresenius est considéré comme le leader du marché des prestations de laboratoire non médicales en Allemagne. L'"Institut Fresenius Chemische und Biologische Laboratorien AG" est depuis 2004 une filiale de la SGS (Société Générale de Surveillance) à Genève.