Après avoir été directeur du département des sciences du vivant au CNRS, il a rejoint l’université Paris Descartes en 2000 et est devenu professeur à la faculté de pharmacie. Il a dirigé l’institut universitaire Descartes/Diderot « Médicament, Toxicologie, Chimie et Environnement », un institut transdisciplinaire à l’interface entre la chimie, la biologie et la pharmacologie, jusqu’à son élection à la présidence de l’université Paris Descartes, en décembre 2011. Frédéric Dardel est par ailleurs président du conseil scientifique de l’INRA et il représente la France au conseil de l’European Molecular Biology Laboratory de Heidelberg.