Nhà máy phân đạm Hà Bắc ra đời vào những năm 60 của thế kỷ 20. Lịch sử của nhà máy có thể được tính đến từ ngày 18 tháng 2 năm 1959, khi Chính phủ Việt Nam ký với Chính phủ Trung Quốc hiệp định về việc Trung Quốc giúp Việt Nam xây dựng nhà máy phân đạm[1]. Đầu năm 1960 nhà máy Phân đạm đầu tiên của Việt Nam được khởi công xây dựng trên mảnh đất 40ha thuộc xã Thọ Xương cách thị xã Bắc Giang về phía bắc 1 km (nay thuộc phường Thọ Xương, thành phố Bắc Giang, tỉnh Bắc Giang).

Sau 5 năm xây dựng, nhà máy đã hình thành với tổng số 130 công trình[1]. Ngày 03 tháng 02 năm 1965 khánh thành Phân xưởng Nhiệt điện; ngày 19 tháng 05 năm 1965 Phân xưởng Tạo khí đã khí hóa than thành công và đã sản xuất được khí than để làm nguyên liệu sản xuất Amôniắc. Ngày 01 tháng 06 năm 1965 Xưởng Cơ khí đi vào hoạt động.

Trong những năm kháng chiến chống sự phá hoại của không quân Mỹ tại miền Bắc Việt Nam, Phân xưởng Nhiệt điện chuyển thành Nhà máy Nhiệt điện Hà Bắc bám trụ sản xuất phục vụ kinh tế và quốc phòng, trong khi Xưởng Cơ khí chuyển thành Nhà máy Cơ khí hóa chất Hà Bắc sơ tán lên Lạng Giang, Khu Hóa tháo dỡ thiết bị đưa trở lại Trung Quốc. Tự vệ nhà máy vừa sản xuất vừa chiến đấu qua 52 trận đánh phá ác liệt của giặc, góp phần bắn rơi 1 máy bay Mỹ và làm bị thương một số chiếc khác.

Đầu năm 1973, Nhà máy được khôi phục, xây dựng và mở rộng. Ngày 01 tháng 05 năm 1975 Chính phủ Việt Nam đã tiến hành hợp nhất Nhà máy Điện Hà Bắc, Nhà máy Cơ khí Hóa chất Hà Bắc và các phân xưởng Hóa để thành lập Nhà máy Phân đạm Hà Bắc.