20世纪90年代初期，济宁市贯彻“调整、改革、整顿、提高”的方针，调整工业结构，加快发展轻纺工业，全市轻纺工业发展进入快车道。1991年，全市县属以上轻纺企业有124家，职工6.3万人，固定资产10.5亿元，实现工业总产值20.4亿元、利税1.99亿元、利润6223万元。
1991—2000年，轻纺行业抓住发展机遇，筹集资金进行大规模技术改造。相继开工建设山东英克莱电动自行车、电动汽车及健身器械项目，济宁市阳光助剂厂投资300万元的颜料废水治理生产线项目，济宁华一轻工机械厂纸浆脱墨设备项目，山东太阳纸业集团30万吨高档白卡纸项目等。同时，全市轻纺企业普遍实行各种形式的经济承包责任制，济宁轻纺助剂厂、济宁华一轻工机械厂、济宁金工塑料机械厂、济宁棉纺织厂、济宁毛纺织厂等企业进行股份制改造。
2001年6月，市委、市政府改革工业管理体制，撤销济宁一轻工业公司、济宁二轻工业公司、济宁纺织工业公司，组建济宁轻工纺织工业办公室，负责全市轻纺工业行业管理工作。2001年，全市共有直属轻纺企业63家，从业人员2.19万人，拥有固定资产36亿元。全市轻工企业完成工业总产值77.36亿元，完成销售收入75.02亿元，实现利税9.5亿元、利润4.5亿元，完成出口交货值10.25亿元。
“十五”时期，济宁轻纺行业以科技为先导，以技改为基础，加快结构调整，不断开发高技术、高附加值产品，大力培植高新技术产业，相继投资建设一批高技术水平、高附加值项目。菱花集团与清华大学诚志公司共同投资5000万元，建设600吨谷氨酰胺项目。雪花生物公司投资2亿元新上6万吨谷氨酸项目，投资6000万元新上8万吨复合肥项目，投资3600万元新上10万吨硫酸二期工程项目，投资4800万元新上12万吨淀粉项目，投资2.5亿元新上热电项目。阳光颜料有限公司投资5100万元，建成年产3000吨金光C颜料项目及年产4000吨煤化工项目。华一轻工机械公司完成“日产400吨废箱纸板处理生产线”技术攻关，并通过省级技术鉴定。金工塑料集团研制的高分子材料物理发泡注塑机、烯烃类材料CO2超临界物理发泡技术填补国内空白。济宁毛纺织厂引进意大利剑杆织机、兔毛生产线、5000锭毛纺设备生产线及日本缝纫生产线，济宁棉纺织厂引进西得祖克浆纱机、清钢联、自动洛简机及意大利剑杆织机，提高了企业装备水平。2005年，全系统累计完成工业总产值180.8亿元，工业增加值46.6亿元，出口交货值22.6亿元，销售收入176.6亿元，利税13.8亿元，利润8.8亿元。完成技改投资20亿元。完成技术新项目180项，其中填补国内空白38项，达到国内先进水平80项，填补省内空白83项。合同利用外资5.8亿美元，实际利用外资3.1亿美元。
2006年后，全市轻纺企业加大结构调整力度，新上一批高新技术项目，培育出一批知名品牌和驰名商标，如意、菱花、英克莱3家企业获中国驰名商标称号。2010年，全市轻纺行业年销售收入过10亿元企业达到10家，年利税过亿元企业达到6家，形成20多个大类、上千个花色品种产品的生产能力，全行业拥有中国驰名商标5个、著名商标36个。全行业规模以上企业达1700家，完成工业增加值300亿元，实现销售收入1180亿元，利税104亿元，利润68.5亿元。