山东淄博地区蕴藏着丰富的铝土矿。早在1917年，德国人便在其绘制的地质图中标出了矾土页岩层。此后，国民政府和侵占山东的日本都派人进行过多次调查，均认为铝土矿是重要的国防资源。

1940年1月，日伪合办的华北矾土矿业股份有限公司成立， 并在张店设立了山东矿业所，开始对淄博的铝土矿进行掠夺式开采，所采矿石经青岛运往日本。1942年，由于战争形势紧迫，该公司决定利用中国的铝矿石就地生产氧化铝。随后，日本侵略者开始筹备在山东设立工场。1943年11月，日伪合办的华北轻金属股份有限公司正式成立，占地万余亩建南定工场（现山东铝厂主厂区址），于当年秋先期开工。1945年8月，日本帝国主义战败投降，其从淄博掠夺氧化铝的计划亦随之破灭。

1949年2月13日，中共中央华东财政经济办事处工矿部在日伪留下的一片废墟——南定工场旧址上建立直属冶炼总厂（中铝山东企业前身）。时值解放战争期间，冶炼总厂的生产任务以制造和修理枪械为主，为全中国的解放提供军事物资支援。

新中国成立后，国家急需发展有色冶金工业，而淄博有丰富的铝土矿资源，1949年11月，中央重工业部邀请苏联专家到淄博考察，提出了在淄博建设氧化铝厂的构想。

1950年3月22日，中央财政经济委员会以财经字第1192号文件正式批准由国家投资5000万斤小米，在冶炼总厂建设新中国第一座氧化铝厂。当时，从京津沪等地选调86名专业技术人员和285名共产党员进厂，渤海直属兵工厂、潍坊铁工厂、胶东兵工七厂的780名兵工并入，共同担负起建设氧化铝厂的神圣使命。

1950年6月，冶炼总厂更名为山东铝厂，年产3.5万吨的氧化铝一期工程正式开工，技术人员与兵工艰苦探索，克服难以想象的困难，土法上马、人抬肩扛，风餐露宿、忘我工作。

1953年2月，山东铝厂更名为五○一厂。为了解决技术难题，技术人员四处搜集资料，三下“关东”烧制熟料，参照化工厂、碱厂技术工艺，夜以继日地进行试验研究。经过上百次试验，终于在1953年底确定了氧化铝各工序的控制条件，并为各项工程和设备的设计、制造、施工提供了大量技术数据。在施工中，工人们知难而进，土法上马，用“推转磨”“三叉杆”等简易方法安装设备，于1954年2月成功焙烧出第一批氧化铝，仅用34个月就使氧化铝一期工程建成投产，开创了世界上利用烧结法生产氧化铝的先河，结束了新中国不能生产氧化铝的历史。

1954 年 7 月 1 日，庆祝中国共产党诞生33周年之际，五○一厂举行了隆重的开工典礼，党中央、毛主席发来贺信，周总理发来贺电，祝贺新中国第一个氧化铝厂诞生；屈伯明、陈岱等 66 名职工被授予“建厂功臣”称号。从此，五○一厂正式执行国家计划任务，曾独立承担全国用氧化铝的保供任务12年之久。