1958年，由安徽省委、省人委申报的年产5万吨合成氨的安徽肥料厂经国务院批准在淮南筹建。次年，市农林水利局申报建造的年产800吨合成氨的淮南市化肥厂也获准投入建设。1960年生产的氨水为淮南市最早的化肥产品。1961年，由市化肥厂易名的田东化肥厂生产出第一批晶体化肥——碳酸氢铵。1965年，改名为化学工业部淮南化肥厂的原安徽肥料厂也顺利投产，从此，淮南化肥工业开始踏上蓬勃发展之路。1966年淮南化肥厂合成氨总产量超过设计能力达8.43万吨，实现工业总产值4193万元，利润2584万元。田东化肥厂也一举扭转了亏损局面，自1963年起，合成氨产量突破3000吨，碳铵产量突破1万吨，超过设计能力。为贯彻中央“大中小并举”的方针，1967年年产5000吨合成氨的南京军区南农化肥厂建成，1971年年产3000吨合成氨的安徽生产建设兵团化肥厂也在淮南投产，淮南市的化肥生产初步形成行业规模。但因“文化大革命”的干扰，淮南化肥厂的二期扩建工程（包括11万吨尿素项目）受阻，正常的生产工作秩序受到严重冲击，几家化肥厂均因武斗而被迫停产。之后，虽然复产，却举步唯艰，连连亏损。中共十一届三中全会后，加快以厂长负责制和各种形式的经济承包责任制为主要内容的经济体制改革，一批重大改扩建工程和新产品装置建成投产，化肥工业发展速度日益加快。淮南化肥厂几经易名，1988年定名为淮南化工总厂，成为国家大型企业。东风化肥厂继1986年将前进化肥厂兼并后，又于1990年和南农化肥厂合并，组建淮南市皖淮化工厂，淮南的化肥工业走上规范型、集约化发展道路。到1990年，全市化肥生产能力已达到尿素11万吨、硝酸铵11万吨、碳酸氢铵16万吨、氯化铵4万吨、复合肥2万吨、过磷酸钙1万吨的规模。