煉焦工業和煤氣工業的發展，使其副產物煤焦油充分的利用，從而發展了化學工業，尤其是染料化工獲得了迅猛的發展，由於這些化工原料，無論是烴類或芳香烴類都是從煤的利用開始的，所以又把它們統稱為煤碳化工。自從20世紀以來，一方麵由於冶煉鋼鐵技術的地步，焦炭的用量相對下降，煉煤焦工業提供的芳香烴滿足不了有機化工發展的需要；另一方麵，由於電石產乙炔消耗的電量太大，其發展受到限製。在這種情況下，有機化工需要大量的廉價烯烴，煤焦油化工和電石化工都不能滿足需要。可是在這個時期，石油已經大量作為動力燃料，世界各地發現了不少大油田，采油技術迅速提高，石油產量猛增。煉製石油除了汽油、煤油等燃料外，還有大量的不飽和烴、環烴和芳香烴等，都是極其有用的化工原料。化學工業由於應用了量大而價廉的化工原料，於是化學工業便從煤炭化工轉到了石油化工。這意味著化學工業的原料基本上都來自石油和天然氣。由於石油和天然氣的大量的利用，推動了石油化工的迅速發展，主要包括以下一些內容。
乙烯係產品的形成。在第一次世界大戰以前，德國比特菲爾德的化學工廠，用無定形氧化鋁在360℃下使乙醇脫水生產乙烯。在第一次世界大戰中，各交戰國又創造了幾種製造乙烯的方法，使生產的乙烯用來製造芥子氣。1920年，美國聯合碳化公司創造了將乙烷和丙烷的混合氣體進行脫氫和高溫裂解以製取乙烯的實驗，將於1923年投入生產，建成了第一個石油化工基地。到50年代，廣泛以石油和天然氣為原料，用烴類裂解製取烯烴已成為製取化工原料的重要方法。然後再以乙烯為原料製取環氧乙烷、乙醛、氯乙烯、聚氯乙烯、醋酸乙烯等係列生產技術。
丙烯係產品的形成。1851年，德國化學家雷諾（Reynolds）把戊醇蒸氣通過紅熱的玻璃管，將生成的氣體冷卻、分離，發現了丙烯。在石油化學工業中，相繼發現了生產丙烯的多種方法。如將高級烴裂化製造汽油時，副產物是丙烯；由乙烷、丙烷和丁烷裂解製乙烯時，可以生產丙烯；用輕汽油和更重要的石油餾分裂解製乙烯時，也可以生產丙烯。近幾十年來，丙烯的利用迅速發展，一係列丙烯衍生物相繼投入生產。1951年，英帝國化學公司創造了丙烯直接水合法製異丙醇。1952年，美國田納西州的伊斯特曼公司把丙烯轉化成正相醛和異丁醛，並實現了工業化。這樣一來，原來以電石乙炔為原料的某些重要的有機合成中間體，如丙烯腈、丙烯醛和丙烯酸酯等逐漸改用廉價的石丙烯做原料而大規模地生產。由丙烯做基本原料，創造了羰基合成醇、異丙苯、丙烯腈、丙烯酸、合成汽油等係列產品技術。
石油製芳香烴。大約到1940年，創造了兩種方法可以生產較大量的芳香烴。一是應用石油催化重整可以生產苯、甲苯和二甲苯等芳香烴；二是應用烴裂解法製乙炔，副產的裂解汽油中含有接近一半的芳香烴，因此石油也成為製芳香烴的重要來源。自石油製芳香烴技術出現以後，苯在化學工業上的需求量大大增加。其主要用於三方麵：生產苯乙烯，1925年美國開始生產苯乙烯，同年法本公司在德國建成一座年產500噸的苯乙烯工廠，用以製造聚苯乙烯塑料和合成橡膠；生產環己烷，作為生產耐繪的中間體；生產異丙苯，作為合成苯酚的中間體。