当新中国进入发展国民经济第二个五年计划时期以后，北京市制定了1958年至1962年工业发展规划纲要。纲要中提出的化学工业任务是：着重发展有机合成化学工业，为其他各种工业发展提供原料。为此，北京市从1958年起，先后在东南郊建设了大型炼焦化学厂、聚氯乙烯厂，在通州建设了尼龙（合成纤维）66厂，同时扩建了生产化学试剂的化工厂。还在中央有关部委的参与下，建设了五个现代化大、中型化工企业。到20世纪90年代，北京化学工业仍在蓬勃发展之中。
一、雨后春笋般的化工厂
1958年至1966年，是北京市化学工业大发展时期。在这一时期，化工厂的建设速度就像雨后春笋一样破土而出。化工厂规模宏大，塔形装置林立，一座接着一座矗立起来，使北京的东南郊成了一道亮丽的风景线。其中有化学试剂工业、信息材料工业、助剂工业、合成树脂及塑料工业、煤化学工业、化学肥料工业、合成纤维工业、涂料工业、染料工业、有机原料工业、气体工业、无机化学工业、食品和卫生用品工业、橡胶工业、化工机械工业等。
（一）综合性大型化工厂
新成立的北京市化学工业局首先对新中国成立初期建立的20个国营化工企业和8个郊区县化工厂进行调整、扩建。13个公私合营企业，除化工联合厂分出下属的矿油车间成立独立的公私合营炼油厂外，其余都与国营企业合并为23个化工企业。其中，公私合营化工联合厂是北京化工三厂的前身，主要依靠自身的力量，发展增塑剂、抗氧剂、稳定剂、有机溶剂、多元醇五大类产品的生产。1967年至1972年，开发了四个增塑剂新品种；1972年至1975年，对生产工艺进行改造，实现增塑剂的连续化生产，年产量由1000吨提高到5000吨。1969年季戊四醇车间建成投产，1970年试产出的抗氧剂1010为国内首创，并取代进口产品。同年，自行开发的三羟甲基丙烷正式投产，产品填补了国内空白。1969年，邻苯二甲酸二辛酯（DOP）的年生产能力也达到1.5万吨。
在中央有关部、委参与和支持下，北京市还先后建设了生产聚氯乙烯和基本化工原料的北京化工二厂，以碳酸氢铵工艺示范为主的北京化工实验厂，国内第一个合成纤维专业生产企业——北京合成纤维实验厂，以供应城市煤气为主的炼焦化学厂及以生产合成纤维单体（聚乙烯醇）为主的北京有机化工厂。以上化工厂使用的装置，有的是从国外成套引进的技术和设备，有的是全国工艺示范厂。
（二）专业化工厂及对区县的支援
除建设上述综合性大型化工厂外，北京还建设了多家专业性很强的化工厂。其中有以生产化学试剂和其他精细化工产品为主的北京化工厂，以生产塑料助剂为主的北京化工三厂，以生产军工产品——空气再生药板为主的北京化工四厂，以生产高锰酸钾为主的北京化工五厂，以生产涤纶纤维为主的北京化工六厂，以生产低压聚乙烯为主的公私合营炼油厂，以及北京市农药一厂、二厂，北京市油漆厂、氧气厂、兴华染料厂、化工搪瓷厂、化工机修厂等。还有以生产胶鞋、力车胎为主的北京橡胶一厂，以生产胶管、胶带为主的橡胶二厂，以生产轮胎为主的橡胶四厂，以生产胶鞋为主的橡胶五厂，以生产工业橡胶杂品为主的橡胶六厂，以生产再生胶为主的橡胶七厂，以生产民用橡胶杂品为主的橡胶八厂，以生产工业橡胶制品为主的橡胶九厂，以生产胶布制品为主的橡胶十厂，以及北京橡胶机修厂等。公私合营化工联合厂、公私合营西四化工厂（化工四厂前身）、兴华染料厂（北京染料厂前身）、公私合营新华橡胶厂（橡胶五厂前身）、北京市橡胶厂（北京橡胶一厂）、橡胶二厂等七个企业完成从城市向郊区的搬迁。
北京市化工局为了支援区、县企业，从1958年开始选派技术干部，抽调资金、设备，先后筹建通州区橡胶厂、昌平联合化工厂。还协助区、县兴建细菌肥料生产装置近百套，小硫酸装置80余套，小盐酸装置40余套，小炼焦装置70余套，煤炼油加工装置70余套。
经过连年建设，北京化学工业的实力有了很大增长，初步建成了试剂、助剂、涂料、染料、炼焦化学、工业气体、基本化工原料、合成树脂、合成纤维、化学肥料等农药、化工机械与设备、橡胶制品的生产基地，构成了北京市化工生产的基本格局。
二、“文革”中的北京化学工业
1966年至1976年“文化大革命”期间，是北京市化工企业在艰难曲折中前进的十年，化工厂建设比较缓慢，十年间主要建设了三大化工厂。其中由地方投资建设的化工厂只有两个，即1970年9月建设投产的北京轮胎厂和1973年11月建成投产的北京化工七厂，该厂主要生产军工产品——黑索金。其次是由中央投资建设的东方红炼油厂及综合利用工程。这十年中，北京化工系统还依靠老企业的挖潜改造，以解决老百姓“吃、穿、用”为主要目的，生产化肥、农药、煤气、合成纤维、轮胎、染料、涂料、助剂和其他精细化工产品。同时根据国家下达的任务，开拓为“三电”（电子、电影、电视）工业服务的“高、精、尖”产品的生产。
这一时期，北京市化学工业系统还承担了多项外援任务。其中，1966-1970年，北京油漆厂援助阿尔巴尼亚建成了地拉那油漆厂；1968年，北京化工二厂援助阿尔巴尼亚建成发罗拉氯碱厂项目，其中北京化工机械厂为这一援建项目提供设备58台，总重103吨；1982年，北京市化工系统援助朝鲜建成了清川江油漆厂。
三、林林总总的各类化工厂
新中国成立以来，北京市先后建有十座化工厂，主要以煤炭、电石乙炔为原料生产化工产品。其中有四座化工厂的部分产品是以石油为原料进行生产，生产所用原料主要来自外省市。东方红炼油厂建成投产以后，这些化工厂开始以东方红炼油厂的综合利用工程生产的乙烯为原料，生产自己的核心产品。到20世纪90年代，北京各类化工厂已经林林总总、蔚为大观了。
（一）以生产化工原料为主的北京化工二厂
北京化工二厂（后改称北化精细化学品有限公司），地处大郊亭，是北京市最早投资建设的第一座综合利用化工厂。新中国成立后，北京市决定以北京化学试剂厂为依托，建设一个氯碱聚氯乙烯生产基地。这个厂从1958年2月22日开始筹建那天起，市有关领导就亲自坐镇指挥，向有关部门直接下达任务，规定在一定时间内解决施工现场水、电、道路等问题。结果，只用7天就解决了临时用水问题，12天解决了道路修通问题，16天解决了供电问题，迁坟、民房拆迁及施工现场清理等问题也只用20天就全部解决。
北京化工二厂破土动工时，正处于“大跃进”热潮中。化工局全局大动员，号召大家努力支援新厂建设，提出的口号是：“为筹建聚氯乙烯生产企业做贡献”。该厂建设速度之快，使那些在京的外国专家们都感到惊叹。工程建设期间，北京市领导同志彭真、刘仁、郑天翔、贾庭三，以及化工部部长彭涛、副部长张真、侯德榜等多次听取汇报或到现场指导。到1959年2月，年产4万吨的电石车间建成投产；同年8月，年产0.15万吨的苯酐车间建成投产；10月，年产0.6万吨的聚氯乙烯车间和年产1.5万吨氯碱车间投入运营。至此，一座现代化的、建筑面积达54784平方米、投资3492万元的大型基本化工原料工厂建成投产，并定名为北京化工二厂。
化学原料是生产化学产品的母体，是发展化学工业必不可缺少的产品。北京化工二厂是新中国成立后建设的第一座综合性化工厂，备受中央领导关怀和重视，曾有多位领导来厂参观视察。1960年4月，陈毅副总理来厂视察时，乘兴为北京化工二厂书写了厂名并题词：“高举总路线红旗，攀登科学技术高峰”。1962年11月8日，朱德委员长来厂视察时，也挥毫写下了“大力发展化学工业，积极支援农业，为满足城乡人民的需要而努力”的题词。
北京化工二厂是完全由我国自行设计、建造的工厂，厂内使用的绝大部分设备也是由我国自己制造的。为了使这个厂更加完备，1961年至1969年曾三次进行扩建改造，使聚氯乙烯、烧碱的年生产能力由0.9万吨和1.5万吨提高到1.8万吨和2.5万吨。但是，该厂当时以电石乙炔作原料，不仅能耗高，而且对环境污染也很厉害。
1972年，由国家引进的年产30万吨乙烯工程在北京燕山石化建设的同时，也批准了我国13个化肥项目从国外引进技术和装置，其中包括北京化工二厂的氧氯化法氯乙烯生产装置，这是我国引进的第一套以北京燕山石化生产的乙烯为原料，使用氯乙烯单体的成套装置。这套装置从1974年初动工兴建，于1977年投产，是一项惠及北京市民吃饭问题的浩大工程。建设期间，遭遇到了唐山大地震，外国专家纷纷离京回国避险。但是，北京市的建设者们凭着自力更生的精神，苦干加巧干，实现了既定的目标。当30万吨乙烯工程投产的时候，利用乙烯为原料的氧氯化法氯乙烯生产装置也基本投产。与这套引进设备相配套的还有聚氯乙烯大型聚合釜10台，年生产能力3.5万吨的金属阳极电解槽烧碱生产装置52台。这些利用乙烯为原料的氧氯化法氯乙烯生产装置，彻底解决了原采用的电石乙炔法原料能耗高的问题，也基本解决了对环境严重污染的问题。此后，又于1982年3月至1988年先后建成氯乙烯真空气提装置（每年可新增聚氯乙烯生产能力5000吨），以真空气提技术脱除聚氯乙烯浆料中残留的氯乙烯，在国内同行业中首家生产卫生级聚氯乙烯树脂。另外，还建成年产2万吨离子膜烧碱技术装置和年产4万吨低聚合度聚氯乙烯技术装置。
进入90年代，北京化工集团又投资6596万元，对有机硅进行技术改造，使有机硅年生产能力达到5000吨。投资450万元分别建成了硅油、硅橡胶项目，从此有了低黏度硅油、中黏度硅油和室温胶产品。1993年和1995年，投资61亿元的北京乙烯工程中，还同步建设了8万吨氯乙烯、8万吨聚氯乙烯、8万吨离子膜烧碱生产装置，号称“3个8”工程，其中前两项分别从德国伍德公司、韩国乐喜工程公司引进了部分装置和技术，工程总投资达10.5136亿元。北京化工二厂的上述几项投资总额为15.7188亿元。
1995年，随着北京乙烯工程建成投产，北京化工二厂已经使用36年的电石炉及乙炔彻底不用了。由此，电石生产每年需要排放5000吨粉尘、56万吨废水、6万吨废渣及64万立方米废气的重大污染源得到了彻底解决。
北京化工二厂除上述产品外，还生产盐酸、硫酸、金属钠和烧碱等无机化工原料，以及苯酐、苯、萘、甲醇、甲醛、电石等有机化工原料，已经跨入了大型一类企业的行列。
（二）为人民生产和生活需求而建的北京化工实验厂
从工厂名字上可以看出，北京化工实验厂生产的产品具有实验性，因为那时中国不仅缺乏生产化肥的装置，而且生产化肥的技术也不过关，需要经过实验逐步成熟、扩大、健全。
北京化工实验厂是化学工业部于1958年2月在大望路筹建的，是国内第一家以生产碳酸氢铵新工艺为主的示范厂，设计规模为年产合成氨1万吨、碳酸氢铵4万吨，后经扩建，合成氨年生产能力达到4.5万吨。在极为艰苦的施工条件下，煤气发生炉、压缩机、变换炉、合成塔、脱硫塔等主体装置都是依靠人拉肩扛安装起来的，1959年11月竣工，总投资1494万元。当年参加北京化工实验厂建设的有全国各地化工行业的技术骨干，其中有来自东北制药厂、上海制药厂、四川制药厂、华北制药厂、太原制药厂等一大批技术骨干。
北京化工实验厂投产剪彩那天，北京市副市长万里亲临现场祝贺，同时宣布老地下党员、中共北京市委委员王权同志任该厂党委书记，化工部选派的李天华同志任厂长。后来，北京化工实验厂又先后进行多次扩建，使合成氨年生产能力达到4.5万吨，总氨年产量达到10.5万吨，并在国内中型氮肥企业中首创合成氨联产甲醇新工艺，建成年产甲醇1万吨、甲醛0.3万吨的生产装置，为国家提供了重要的有机化工原料。1989年10月，又利用世界银行贷款，引进意大利年产13.2万吨尿素的全套生产装置，工程投资1.7422亿元，1992年建成投产，化肥产品全部从碳酸氢铵改为尿素，并跨入大型一类企业行列。
北京化工实验厂还于1983年4月投资1179万元，从国外引进了不锈钢密闭式食用氢化油成套设备装置，年生产黄油、起酥油、代可可脂等食用油7500吨，产品质量达到国家食品卫生标准。1996年，再次投资1121万元进行扩建。1997年12月，又与美国普莱克斯实用气体有限责任公司合资，引进年产3万吨低压法液体二氧化碳和干冰生产装置。该厂还建有醋酸乙烯生产装置生产醋酸乙烯。
