渡过三年困难时期以后，阳煤集团于2001年12月首次确立了“煤与非煤并重并举”的战略方针，首次响亮地提出了“以大搏强、十年百亿”的战略目标，确定集团公司年销售收入10年翻两番，到2010年达到100亿元。到2003年，阳煤集团提前两年实现了“十年百亿”的过半目标，及时把战略目标调整为“十年双百亿”。2005年1月审时度势，又对企业战略作了重大修改，将战略方针修改为“煤与非煤并重、做大与做优并举”，明确了阳煤集团的共同愿景是打造“中国鲁尔”，战略目标调整为“十年三百亿”。2007年提前实现了“双百亿”。2008年以年增百亿的速度提速跨越，生产经营总值猛增到369.1544亿元，销售收入猛增到343.5445亿元，营业总收入达到343.6779亿元，提前两年实现了“十年三百亿”的宏伟目标。

在快速发展的这7年中，阳煤集团调整了原先设定的煤炭生产、基本建设、生活后勤、多种经营的“四条线”总体构架，对产业结构进行了科学的调整。2002年到2003年，集团公司确定的产业结构是“135”，即：1个支柱产业——煤炭，3个主导产业——电力、铝业、磁材，5个支持产业——机械制造、建筑施工、建材生产、煤层气开发、商饮服务业。2004年，产业结构的发展定位调整为“144”，即：1个支柱产业——煤炭，4个主导产业——电力、铝业、磁材、煤化工，4个支持产业——建材生产、建筑施工、机械制造、房地产开发。经过几年发展，阳煤集团到2007年的产业发展结构确定为煤炭、电力、化工、铝业、建筑房地产。集团公司煤炭产业与非煤产业的生产经营总值比重，2002年为61.95∶38.05，2008年为41.34∶58.66，产业结构发生了根本性转变。

适应产业结构的变化和集团公司的快速发展，企业的组织架构也不断调整，逐步形成大集团结构。到2008年，阳煤集团的总资产达到612亿元，员工总数上到12万多人，集团公司属下的子公司和分公司达到了80个。发展到2008年，煤炭产业从业人员达到56700人，共有煤矿23个。为了适应联营兼并地方中小煤矿的发展需要，2007年12月组建成立了山西天安能源投资有限责任公司，并组建了另外3家投资公司。集团公司实行了由大矿具体承担联营兼并和扩建管理中小煤矿的办法，充分调动了大矿的积极性，发挥了大矿优势。

对电力和铝业的组织结构，在保留发供电分公司的同时，2006年11月将山西兆丰铝冶有限责任公司、405兆瓦煤矸石电厂、氧化铝在建项目的资产合并改制，成立了山西兆丰铝电股份有限公司，为阳煤集团的子公司，下设三个正处级建制的实体为分公司。2008年5月又将兆丰铝电股份有限公司更名为山西兆丰铝业有限责任公司，下属实体中增加了铝土矿公司。

化工产业在2008年迅速发展到年销售收入百亿元以上的规模，从业人员达到近2万人。为适应化工产业战略发展需求，2008年7月成立了化工产业管理局，按准集团公司级建制管理，主要负责集团公司化工产业的统筹规划、投资融资、并购重组，并负责对全资、控股、参股的化工企业的产权管理、业绩考核、统计评价，对新建扩建化工项目的调研论证、方案编制和监督管理。同时成立了阳煤集团化工研究设计院，主要负责组织技术交流，自主或者与化工科研院所、高等院校合作，研究开发化工产品，组织化工项目科技攻关，为化工产业发展提供技术指导和人才支持等。

集团公司的建筑房地产企业在2002年1月就进行了重组，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支劲旅并进发展的态势。生活后勤系统在2004年6月开始进行专业化管理改革，各单位生活后勤的资产和人员均成建制划归升华分公司，新建矿井的后勤服务也暂由升华分公司管理，逐步实现生活后勤系统的专业化管理、市场化运作、商业化经营、产业化发展。2005年12月30日，阳煤集团与阳泉市人民政府签署了移交企业自办普通全日制中小学校的协议，集团公司在阳泉市地域内自办的25所普通全日制中小学校移交给了阳泉市政府，从此结束了50年企业自办中小学历史。2006年5月，集团公司对医疗系统重新整合，成立了阳煤集团总医院、第二医院、第三医院，将原有的8所医院合并重组为3所医院，均为正处级建制，归集团公司直管。

多种经营中小型企业的改制，采取股份有限公司制、股份合作制、租赁、拍卖等形式，与集团公司资产脱钩，解除劳动关系，仅2003年就放开48家，2004年全部放开了资产规模在2000万元以下的中小企业。对早期创立的兆阳公司、新派公司等多营中小企业，都在几年中采取了终止营业或改变隶属关系等措施。2008年7月，集团公司决定成立阳泉阳煤中小企业(集团)投资管理有限责任公司，主要负责对所属中小企业的投资进行监管，实现资源的优化配置，提高中小企业的经济效益和投资回报率。同时决定撤销阳煤集团多种经营总公司，原多种经营总公司对各二级单位多种经营系统的管理业务，划归中小企业(集团)投资管理有限责任公司统计和管理。