化工医药工业是济宁市的支柱产业。1991年，全市拥有规模以上化工医药企业50家，其中化工企业38家、医药企业12家。实现工业总产值9.16亿元、销售收入7.75亿元、利润3548万元，上缴税金6809万元。
“八五”期间，受宏观环境、市场波动和体制转轨的影响，全市化工医药工业发展出现波动。1993年，部分企业生产经营困难，化工全行业亏损，医药行业盈利下滑。全市化工医药行业通过技术改造和工艺创新，在保持化肥、酸碱、橡胶、西药、中成药等传统产品正常生产的同时，有机化工、煤化工、染料、抗生素、化学制剂等产品进入新的发展阶段。化工产业陆续开发出乙酰杰酸、雷琐酸等有机化工产品，焦油加工、葱油加工等煤化工产品相继投产。医药企业坚持深化内部改革，推进兼并联合。济宁抗生素厂改制成立山东鲁抗医药股份有限公司，成为山东省医药系统首家大型股份制企业，并先后兼并济宁市一、二、三制药厂和济宁市砖瓦厂，投资建设千吨青霉素工业钾盐及半合成系列产品项目。1995年，全市化工医药实现工业总产值18.67亿元，实现销售收入21.23亿元，实现利税2.89亿元，上缴税金4911万元。
“九五”期间，全市化工医药工业加快企业改革、改制、改造步伐，引进国外资金和先进技术、设备和管理经验，全行业在取得恢复性增长基础上，进入较快发展阶段。2000年，全市化工医药工业实现工业总产值40.82亿元，实现销售收入43.51亿元，实现利税3.65亿元。
“十五”期间，全市化工医药行业在基本完成三年实现“两个目标（改革与脱困）”的基础上，陆续投产一批高新技术项目，行业发展优势明显，产业结构更加完善。山东九九集团公司年产50万吨乙醇、山东凯赛生物技术有限公司年产5000吨长链二元酸、济宁雪花生物有限公司年产17万吨谷氨酸、山东菱花集团有限公司年产2.5万吨赖氨酸及1000吨谷氨酰胺等项目相继建成投产；山东鲁抗医药集团实施管理流程再造，加大产品结构调整，大观霉素、泰乐霉素、盐霉素等优势产品迅速发展；山东方健制药有限公司投资1800多万元进行GMP改造，并通过国家GMP现场认证。2005年，全市化工医药行业拥有规模以上企业180家，销售收入过5亿元企业达到6家，过10亿元企业达到3家。2005年，全行业完成工业总产值86.26亿元，实现销售收入85.28亿元，实现利税13.2亿元。
“十一五”期间，随着山东荣信煤化有限公司、华勤橡胶工业集团、山东鲁抗医药股份有限公司、山东鲁抗辰欣药业有限公司等大型骨干企业的崛起，济宁市化学工业经济技术开发区、联想（汶上）循环经济示范园、邹城市煤化工园区、鱼台县张黄化工园区、兖州精细化工园区、济北高新技术产业园、方健制药工业园、鲁抗国际医药工业园、辰欣同济工业园等相继开发建设。2010年，全市化工医药行业基本形成煤化工、生物医药、精细化工、化工新材料四大产业集群，拥有年产800万吨焦炭、70万吨焦油加工、150万吨甲醇、1000万套轿车胎、1000吨抗生素等生产能力，具有较为完备的科研、设计、教育培训、信息网络、安全评价等配套体系。拥有规模以上企业412家，其中销售收入过5亿元企业19家、过10亿元企业11家、过100亿元企业1家。全行业完成工业总产值535亿元，实现销售收入543亿元、利税42.8亿元、利润27.8亿元。