上世纪80年代初，适应外贸体制改革的需要，公司开始在海外设立机构和合资公司，与石化生产企业成立联合贸易公司，开展来料加工、补偿贸易等多种贸易方式，积极探索新的发展道路。1984、1985年，公司进出口贸易额连续突破100亿美元，成为国内最大的外贸专业公司之一，为公司进一步发展打下坚实基础。

1987年，公司正式提出“三转三化”战略目标，即由进出口贸易向国际贸易转变，由商品经营向多功能经营转变，由中国的对外贸易公司向跨国公司转变，创建管理现代化、经营国际化、组织集团化的社会主义企业。1987年12月19日，国务院正式批准中化公司在全国率先进行国际化经营承包试点。在两轮国际化经营试点中，公司积极发展国际贸易，加速设立海外机构，大力开展多功能经营，经营规模迅速扩张，初步发展为跨行业、多功能、综合化、国际化经营的跨国集团。

在总结国际化经营和借鉴当时日本、韩国综合商社发展模式的基础上，公司又提出了综合商社试点的设想。1994年12月31日，国务院正式批准中化在全国首家进行综合商社试点，并批准把中国对外经济贸易信托投资公司划转中化管理，旨在建设以贸易为主业，集贸、工、技、金融、信息等功能为一体的国际化、实业化、多元化、集团化综合贸易公司。

从1996年开始，针对快速扩张带来的矛盾和问题，公司开始了为期两年的清理整顿工作。