1959年，铜陵市有色金属公司冶炼厂年产12万吨硫酸生产线正式投产。1960年，利用土法生产出农用磷肥——普通过磷酸钙。1961年12月，省政府决定将铜陵有色金属公司冶炼厂硫酸车间划归省化工厅管辖。1962年2月，铜官山化肥厂(现铜官山化工总厂)成立。
1963年10月，年产10万吨车厢化成普通过磷酸钙简易投产，1965年，车厢化成改为回转化成，由间歇生产改造为连续生产。1966年，普通过磷酸钙设计能力扩大到年产20万吨。1965年1月，铜官山化肥厂硫酸车间划回有色公司冶炼厂，形成年产8万吨硫酸的生产能力。
1970年10月，铜陵特区化肥厂年产400吨黄磷装置投产。1972年5月，市长江化工厂年产2000吨烧碱装置投产。1975年12月，市化学工业局成立，下辖市化肥厂、市人民化工厂、市长江化工厂、市勤奋化工厂等。1976年7月，市化工局撤消，铜官山化工总厂成立，上述厂均划归总厂领导。1973～1977年焦油、工业萘、氨水、粗苯等化工产品先后由市钢铁厂、合成纤维厂试产。1978年12月，市红星电石厂建成投产，年产2400吨。
1981年，铜官山化工总厂自行设计安装成功3万吨／年氮磷复合肥装置，于次年10月正式投产。1981年10月，市化工局再次成立，1983年撤消。1982年10月，氮磷复合肥正式投产，1983年4月，与罗马尼亚正式签订年产12万吨磷铵工程项目合同，1984年8月成立磷铵工程指挥部开始基建。
1985年，铜官山化工总厂磷肥厂磷肥实际产量为45.45万吨，复合肥厂氮磷复合肥为5.2万吨，硫酸厂硫酸产量为15万吨，黄磷厂黄磷为927吨，五硫化二磷771.64吨。化工总厂工业总产值达6530万元，成为安徽省磷肥生产基地，全国最大的磷肥企业之一。
1983年6月，铜陵市有机化工厂成立，当时只有苯酐一种产品，年生产能力为500吨。1984年后，通过开发新产品、技术改造，产品品种和产值得到增加。周位酸、建筑涂料系列产品、锅炉除渣剂等相继投产。1985年，有机化工厂拥有固定资产原值446.9万元，职工总数548人。已能生产6个产品10个品种，生产能力分别为：粗酐2500吨，精酐2500吨，周位酸320吨，涂料100吨。工业总产值1985年达到436.9万元，利润56.22万元。
铜官山化肥厂，“文革”期间曾改为铜陵特区化肥厂、铜陵市化肥厂，1976年7月铜官山化肥厂、铜陵市长江化工厂、人民化工厂、勤奋化工厂等合并成立铜官山化工总厂；1984年铜官山化工总厂撤销，与铜陵市有机化工厂、铜陵市新桥硫铁矿合并成立铜陵化学工业公司，1985年铜陵化学工业公司撤销，恢复铜官山化工总厂。