云天化集团始建于1974年，1977年建成投产。1997年，云南天然气化工厂整体改制为云南省人民政府授权经营的国有独资有限责任公司。2000年，云天化集团总部由云南省水富县搬迁至昆明市。
改制前的云南天然气化工厂是一家以氮肥生产和经销为主营业务的化肥生产企业。改制以后，特别是进入新世纪以来，云天化集团紧紧抓住一系列重大历史性机遇，开始了在搞好生产经营的前提下，通过技术改造、资本运作、新项目建设、产业整合等重要手段，走低成本扩张道路发展壮大企业的探索，形成了“以肥为主，相关多元”的产业结构和产品结构，企业的生产经营和改革发展上了一个新台阶。
经过30多年的不懈努力，云天化集团从一家产品单一的氮肥生产企业，发展成为今天以化肥为主业，以有机化工、玻纤新材料、盐及盐化工、磷矿采选和磷化工为重要发展方向、资产规模超过550亿元，拥有27家一级子公司（其中三家上市公司）的母子公司体制的综合性产业集团。2005年云天化集团成为云南省省属企业销售收入第3家超百亿的企业，排名中国石化行业销售收入和综合效益前十强，跻身中国化工前三强，2009年在中国企业500强中排名第194位，同时排名中国制造业500强第97位、中国化工企业500强首位、中国化肥企业100强首位。