渡过困难时期以后，阳煤集团的非煤产业进入了调整产业结构、规模化发展阶段。2002年确定构筑煤电铝产业链。此前于1997年整合一矿、三矿新井和五矿3个热电厂组建了发供电分公司，2001年到2005年分期完成了热电联供工程，2006年又在三电厂建成投运了60兆瓦机组，总装机容量达到166兆瓦。

实际总投资17.46亿元的405兆瓦煤矸石电厂于2003年开工，3台机组于2008年2月全面投运，每年综合利用煤矸石、中煤和劣质煤210万吨，发电量最高可达28亿度。

总投资21.9亿元的氧化铝一期40万吨项目于2003年筹建，2008年1月正式投产，日产1000吨以上，当年即达产。

兆丰铝冶公司10万吨电解铝改扩建项目分为3期，2001年11月动工，2003年年底全部建成投产。年产5万吨A356铝合金锭项目，2007年3月开工、11月投产。生产经营最好的2007年1至10月，兆丰铝冶公司营业收入完成13.74亿元，净利润完成1.49亿元，还贷2.52亿元。2008年销售收入超过了15亿元，在山西省百强企业中排名第47位。

到2008年底，阳煤集团已形成了571兆瓦电力、40万吨氧化铝、10万吨电解铝的产业链。

煤机制造业的3家公司都发展到了较大规模。华越公司完成了由修理向制造的战略转变，1995年开始制造液压支架，2003年投产液压油缸项目，2007年完成大型振动筛技改项目，2008年开始制造采煤机、掘进机和乳化泵、喷雾泵，2009年试制成功重型刮板运输机，具备了制造综采工作面所有配套设备的能力，成为能够承担各种大型机电设备制修的综合性现代化企业，正在建设成为山西省煤机成套装备制造的示范基地。华越公司2008年销售收入以25.44%的增幅增长到了3.2265亿元，实现了历史性的突破。

集团公司投资2.3668亿元，于2005年开工到2007年建成投产了年产120万米输送带项目，主要产品为钢丝绳芯输送带、整芯阻燃输送带、织物帆布芯输送带和特种输送带等4大系列的输送带，使奥伦公司成为了专业化、高配置、高标准的输送带专业生产企业。奥伦公司2007年销售输送带54.42万米，实现销售收入1.4亿元；2008年销售输送带106.13万米，实现销售收入2.77亿元，并超额完成了3047万元的还贷任务。

原来属于中小企业序列的华鑫电气有限公司，实行股份制改造以后，以崭新的体制模式从事生产经营，2002年生产出国内第一台R型卷绕式铁芯隔爆干式变压器。华鑫公司的年销售收入，2003年仅有4750万元，2005年上到1.55亿元，2008年猛增到3.5亿元，实现了飞跃式发展。

2000年通过股权置换，将3家磁材公司重组为山西京宇磁材有限责任公司，2003年技改后，烧结钕铁硼稀土永磁材料和铁氧体永磁材料的年产能分别达到3000吨和20000吨，京宇公司的年销售收入最高时上到3亿元，成为华北地区最大的磁性材料生产基地。

阳泉矿务局1953年组建了建设工程公司，经过30余年变迁发展，1987年全局基建施工队伍达到14000余人，他们承担了贵石沟新区、三矿新井等矿井建设。1993年以后，逐步形成了宏厦公司、宏厦一建、宏厦三建、太行公司、房地产分公司5大建筑房地产企业。早在1988年，由于内部基建工程量难以满足，矿务局就到外部承包固庄煤矿改扩建、轩岗焦家寨选煤厂改扩建等工程。1998年进入困难时期以后，建筑施工企业勇闯市场，继续承揽煤矿基建工程，并开拓了路桥、高层建筑等施工领域。2002年以后，阳煤集团的跨越式发展为建筑施工企业提供了巨大的基建工作量。再加上房地产开发和外揽工程加速，建筑房地产企业实现了生产经营规模的持续高速增长。5个公司2008年的施工产值增长到28.27亿元，房地产开发投资上到14.64亿元，一建、三建和太行公司都发展成为年产值超过10亿元的企业，居于煤炭行业和山西省建筑行业前列。

阳泉矿务局从1957年开始抽采利用煤层气，改制后的阳煤集团把煤层气作为重要产业开发。截至2008年底，共建立了8个完善的矿井煤层气抽采系统，铺设管路350公里，拥有煤层气储配站7座，总储配能力近20万立方米，居民用户15万户，受益人口达50余万人。2002年拓展工业燃气用户，2007年建成投运28.8兆瓦的3座瓦斯发电站，完成了含氧煤层气分离液化工业实验。

2006年前，阳煤集团的化工产业只有化工厂改制的威虎化工公司，炸药产销量8000吨。2005年4月，阳煤集团投资10.2亿元的聚氯乙烯项目一期工程开工。2006年6月，阳煤集团与太原化学工业(集团)有限责任公司合作组建的山西阳煤氯碱化工有限责任公司注册成立。同月，一期工程投产。2008年7月，二期工程具备投产条件。氯碱公司年生产能力为年产聚氯乙烯14万吨、烧碱12万吨、氯化氢5.5万吨、液氯3万吨。

2006年9月，山西省国资委决定将山西三维华邦集团有限公司整体划拨为阳煤集团全资子公司。三维集团是1984年投产的全国大型一档高科技化工企业，连续5年进入全国化工企业500强，拥有精良的技术装备和雄厚的人才实力，主导产品聚乙烯醇、1，4-丁二醇、白乳胶产能和技术水平均居全国之首，年产能分别为10万吨、7.5万吨、4.6万吨。1997年6月，三维集团子公司山西三维集团股份有限公司在深交所上市。2007年，三维集团销售收入27.09亿元，利税6.49亿元，利润4.73亿元。2008年受金融危机影响，销售收入26.68亿元，利润1100万元。

2007年下半年，阳煤集团不断加快化工产业发展步伐，产业发展战略逐步调整为“强煤强化”，并于2008年7月成立化工产业管理局和化工研究设计院。同年，投资13.9亿元并购6家化工企业，横跨3省8市，主要化工产品产量由上年的35万吨左右增长到400多万吨，增长10倍多；总资产达到165亿元，净资产从上年的28.14亿元增长到66.73亿元，增长2倍多；销售收入完成109.7亿元，首次突破百亿元大关，同比增长79亿元，增幅257%；实现利润总额5.09亿元，同比增长0.61亿元，增幅13.65%，呈现出快速崛起的势头。

2008年2月，阳煤集团以35%的股权相对控股淄博齐鲁第一化肥有限公司，重组成立阳煤集团淄博齐鲁第一化肥有限公司。齐鲁一化生产能力为年产尿素24万吨、合成氨14万吨、甲醇4万吨。2008年实现销售收入4.98亿元，利润10967.09万元。

2008年5月，阳煤集团以63.83%的股权控股山西丰喜肥业(集团)股份有限公司，重组成立山西阳煤丰喜肥业(集团)股份有限公司。丰喜集团氨醇年生产能力为160余万吨，化肥化工产品年实物总量300万吨以上，是一个集化肥、化工、化机制造于一体的大型煤化工企业集团，是山西省最大的煤化工和化工装备制造企业，位列全国化工企业50强，全国氮肥企业10强，山西工业企业综合实力30强。2008年，丰喜集团实现销售收入53.6亿元、利润4.05亿元。

2008年9月，阳煤集团以51%的股份控股河北深州化肥总厂，重组成立阳煤集团深州化肥有限公司。深州化肥生产能力为年产合成氨15万吨、甲醇10万吨，2008年实现销售收入2.78亿元、利润1817万元。

2008年9月，阳煤集团以40%的股权控股青岛恒源化工公司，重组成立阳煤集团青岛恒源化工有限公司。恒源化工生产能力为年产合成氨10万吨、碳酸氢铵24万吨、稀硝酸15万吨、浓硝酸10万吨。2008年，恒源化工实现销售收入16933万元、利润91万元。

2008年9月，阳煤集团以51%的股权控股烟台巨力化肥有限公司，重组成立阳煤集团烟台巨力化肥有限公司。巨力化肥生产能力为年产尿素18万吨、合成氨12万吨、甲醇3万吨，2008年实现销售收入2.5亿元，出口创汇551万美元，利润943万元、利税1626万元。

2008年5月，阳煤集团以4.95%的股权参股河北正元化工集团股份公司。正元集团生产能力为年产合成氨60万吨、尿素60万吨、甲醇25万吨。2008年，正元集团实现销售收入14.2亿元，利润1.91亿元。