1970年9月，国家第四个五年计划安排在安徽省建设1座年加工原油250万吨的炼油厂，并相应配套生产部分化工产品。12月，此项计划正式列入1971年国家基本建设项目。1972年5月定名安徽安庆石油化工厂。厂址从战备考虑，按照“靠山、隐蔽、分散”的原则，选定在怀宁县山口镇，并开工兴建通往市区的公路、狮子口大桥、茅岭仓库、蜡烛山生活区等前期工程，至年底共完成投资350万元。由于多数人认为该地工程难度大，交通运输及职工生活不便，同时国家又决定将引进的13套大化肥装置中的1套与之配套建设，厂址显得不够理想。1973年初决定暂缓工程建设，并将厂址调整至市西北九里十八湾一带的丘陵地区。这里地质条件好，运输便利；但紧靠市区，污染问题多，为国内同类企业所少见。1974年10月一期工程正式动工。主要生产装置及部分公用工程坐落在郊区联盟大队范围内(1978年5月市政府决定将该大队划归石化总厂)。计征迁土地7033亩，拆迁382户，土石方挖掘搬运量128.5万立方米，混凝土砌石量13万立方米。郊区和安庆地区8县抽集上万民工，中国化学工程第三建设公司、省第一建筑公司、省工业设备安装公司、省电建一公司、省电信工程公司和安庆地、市两个建筑公司、安庆供电局共1.8万名职工参加建设。会战高潮时，施工队伍和民工达2.8万余人。1975年2月，定名安庆石油化工总厂(简称石化总厂)。1978年12月，年加工能力分别为250万吨的炼油常减压蒸馏装置、120万吨的催化裂化装置和30万吨的合成氨装置全部建成投产，生产中的废水、废气、废渣处理和回收装置也同时设计、同时施工、同时投产(详见卷五·环境保护)，共完成总投资6.14亿元，形成固定资产原值4.25亿元，其中包括机械厂、热电厂及其他辅助、公用、生活设施投资。至此，初步形成以石油炼制、化肥和发电联合生产、综合平衡为主体的现代化石油化工联合企业。
石化总厂隶属中国石油化工总公司，由总公司统管企业人、财、物。试产的1979年，完成工业总产值4.06亿元，利税总额1.1亿元。1981年，国家对石化企业的计划原油实行限量供应，该厂生产能力的发挥受到制约。是年，总厂在国内同行业中率先加工国际市场价格的原油，产品销往国际市场，形成原料来源以国家统配和企业自营互为补充，产品销售以国内市场和国际市场互为依托的生产经营体系。经过3年试产，1982年通过国家验收。随即着手二期工程建设。陆续兴建了焦化、加氢联合、气体分馏、聚丙烯、烷基化、热电厂煤代油等装置，开发利用了弛放气氢提法、延迟减粘等技术工艺。1988年，石化总厂有固定资产原值8.32亿元，净值5.81亿元，原油加工和化肥装置的生产能力及实际产量均超过原设计能力，当年共实现工业总产值7.9亿元，利税2.78亿元，并着手建设5万吨丙烯腈、5万吨腈纶、60万吨催化裂解装置的前期工作。