总厂基本建设从1972年开始至1992年共分3期工程进行。一期工程建设始于1972年，由国家拨款21.87亿元，是我国第一批从国外引进化工化纤生产装置和技术的国家重点建设工程之一。为多快好省地建设一期工程，充分发挥上海工业基地的雄厚优势，由上海市21个工业局分别对总厂各基建项目从筹建、设计、施工、人员配备、生产准备直至建成投产进行“一杆子”包建。全国各省市20万余人参加了由总厂筹建指挥部统一调度指挥下的基本建设大会战。1979年，总厂一期工程建成投产。

在一期工程实现安全、稳定、持续生产后，总厂即着手筹建二期工程。总厂设计院承担工程建设的总体设计。因国民经济调整，工程建设项目迟迟未列入国家基建计划，但总厂积极贯彻调整方针，抓紧做好施工的前期准备工作，为国家正式批准二期工程建设创造条件。1985年底，由国家贷款23.49亿元的二期工程全面建成，总厂化纤产量及经济效益大幅度增长。并形成了一支从规划设计、对外谈判、合同管理、工程建设、质量检验、设备材料供应等专业配套较全的2000余人的基建管理队伍，为总厂三期工程建设奠定了良好基础。

1987年始建的总厂三期工程，总投资60亿余元，为我国首次由建设单位通过向社会集资建设的国家重点工程。由上海金山石油化工工程公司承建，1992年4月全面建成投产，使总厂成为国内现阶段最大的油、化、纤、塑并举的石油化工生产企业。

至1992年底，总厂一、二、三期工程共建成58套生产装置，14个分厂以及相配套的工程和生活设施，形成年加工原油530万吨，年产乙烯45万吨，合成纤维35万吨，塑料30万吨，油品100余万吨的生产能力，1992年工业总产值达到56.45亿元（按1990年不变价计算）。