主营与非主营分开
1999年下半年，中国石油天然气集团公司为增强在国际市场上的竞争力，着手组建上市公司。根据集团公司总体部署，对集团公司下属各企业进行改制重组，把各企业中的上市部分（又称主营业务）与非上市部分（又称非主营业务）分开，将非上市部分的单位及其人员剥离，抽出上市部分（主营业务）组建成中国石油天然气股份有限公司，形成强势上市企业。
1999年10月，原独山子石化总厂中的炼油厂、乙烯厂、热电厂等主业部分，组建为中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司。原石化总厂中的辅助生产和生活后勤等非主业部分留在石化总厂，仍称石化总厂。
10月21日，召开独山子干部大会，集团公司总经理助理、市局党委书记谢志强参加了会议。会上宣布了集团公司关于独山子石化分公司和独山子石化总厂两套领导班子的任命决定：任命徐福贵为独山子石化分公司总经理兼党委书记；任命付德新为独山子石化总厂（区）党委书记兼厂长。
会后根据集团公司和管理局的要求，开始制定具体的重组方案。
12月9日，独山子召开干部大会，宣布了经公司党委与总厂党委联席会议研究同意，并经总厂十届六次职代会第十二次联席会议审议通过的《新疆石油管理局独山子石化总厂重组方案》（以下简称《方案》）。《方案》明确提出了石化公司和石化总厂的组建原则与模式，公司与总厂的经济关系，各自的职责、机构设置、人员编制和组织实施办法。同时，为了综合协调，加快独山子全面、持续、健康发展，会议确定了独山子为公司、总厂、区政府“三位一体”的管理体制，提出了“责任共担，发展共谋，稳定共抓，环境共建”的总体原则。
会后，公司和总厂分头按《方案》要求进行机构重组、人员调配和资产交接等工作。到12月25日，改制重组工作基本完成。
从2000年1月1日起，石化公司和石化总厂正式分开运行。
划归石化公司的单位有：炼油厂、乙烯厂、热电厂、研究院、销售公司、原油处、铁管处、外事处、信息中心、计量中心、环境监测中心、消防大队和乙烯扩建指挥部等共13个单位。独山子石化公司行政级别为正局级，直接隶属于中国石油天然气股份有限公司，简称为：独山子石化公司。
石化总厂所属的单位有：炼建处、机械厂、运输公司、动力公司、通讯公司、物业公司、教育中心、文体中心、职工医院、离退处等28个单位，以及原炼油厂的检修车间、钳工车间、电修车间、仪表车间和原乙烯厂的检修车间、钳工车间、电气车间、仪表车间等，共36个单位。独山子石化总厂行政级别为正局级，隶属于中国石油天然气集团公司所属的新疆石油管理局，简称：独山子石化总厂。
划归天利高新的单位有：原炼油厂的沥青车间、聚丙烯车间和原乙烯厂的成型加工车间等3个车间，分别成为天利高新沥青厂、聚丙烯厂和塑料二厂。天利高新技术股份有限公司1999年4月28日成立，2000年12月25日在上海正式挂牌上市。
2001年3月26日，润滑油生产与销售部分又从独山子石化公司中划出，挂牌成立独山子润滑油厂，直接隶属于中国石油天然气股份有限公司所属的润滑油分公司。独山子润滑油厂主要经营润滑油的生产与销售。
此外，独山子石化产品销售部分也进行了重组重建。
原独山子石化总厂外贸公司，于2000年1月改组为西北中石油国际事业有限公司，隶属于中国石油天然气股份有限公司所属的中国石油国际事业有限公司，简称西北公司。主要经营原油（包括中哈管道原油）、成品油、石化产品和技术装备的进出口业务。
原独山子石化公司销售公司中的化工产品销售业务，于2001年12月24日分出，成立独山子化工销售中心，后又于2006年8月20日改称中国石油西北化工销售独山子分公司，隶属于中国石油天然气股份有限公司所属的西北化工销售公司，简称化工销售公司，主要经营独山子石化公司生产的聚乙烯、聚丙烯、丁二烯橡胶、乙二醇等石化产品的销售业务。
1999年8月16日成立中国石油西北销售新疆分公司独石化驻厂办，隶属于中国石油天然气股份有限公司西北销售公司新疆分公司，简称西北销售独石化驻厂办。经营业务：按中石油股份公司销售公司的计划安排，将独山子石化公司生产的汽油、柴油、煤油、石脑油、燃料油、溶剂油等产品配置给大区公司、省区公司和专向用户。
原独山子石油批发站，于1999年10月改为新疆独山子销售分公司，隶属于中国石油天然气股份有限公司销售公司所属的新疆销售公司，简称独山子销售公司。经营业务：由西北销售独石化驻厂办将独石化生产的统销成品油汽油、柴油、煤油等配置给该公司，再由该公司向北疆区域（伊犁、博乐、石河子、独山子等地）的基层用户进行终端销售。
原石化总厂销售公司，于2000年1月改称独山子石化公司销售公司。2008年4月15日，该公司又与独石化公司铁管处整合为独石化公司营销调运处，主要经营独石化公司生产的液化气、石油焦、石蜡、硫磺、三苯、碳十、燃料油等产品的销售和石化专用铁路线物资运输管理。
2007年3月，根据集团公司新的部署，又对独山子石化进行整合，将石化总厂并入石化公司。至此，独山子石化总厂时期结束。
鲲鹏展翼的石化公司
轻装上阵
根据中国石油天然气集团公司总体部署和重组要求，自2000年1月1日起，独山子石化公司与独山子石化总厂正式分开。2000年～2006年石化公司机关处室设置13个部门，有总经理办（党办）、生产运行处、技术开发处、安全质量环保处、机动处、企业管理处、规划计划处、财务资产处、人事处（组织部）。
领导班子整合
机关附属部门8个，有生产调度中心、电力调度所、结算中心、统计核算中心、市场调研中心、纪检监察办公室、工程造价管理中心、工程项目管理部（电子商务办）。
下属生产和附属生产单位14个，有炼油厂、乙烯厂、热电厂、研究院、销售公司、原油处、铁管处、外事处、信息中心、计量中心、环境监测中心、消防大队、乙烯扩建指挥部、工程建设指挥部。
职工构成情况为：技术干部、中高级职称人员、大专以上学历人员逐年增加，普通工人和女职工逐年减少。
2007年3月，根据集团公司《关于独山子石化总厂实施重组的通知》（中油人劳字〔2007〕84号）和股份公司《关于独山子石化分公司组织机构调整有关问题的批复》（油人字〔2007〕539号）文件精神，独山子石化公司和石化总厂再次进行了整合，将石化总厂并入石化公司。
公司与总厂整合后，石化总厂的生产单位，交由石化公司管理，石化总厂的后勤服务单位纳入矿区服务事业部，改由集团公司核算单列，“独山子石化总厂”称谓取消。自此，独山子石化公司开始全面统管炼化生产、辅助生产及后勤服务等各项工作，独山子进入了一个新的发展时期。
整合后的石化公司机关管理部门调整到14个，有：总经理办公室（党委办公室）、生产运行处、规划计划处、财务处、人事处（党委组织部）、安全质量环保处、企管法规处、机动设备处、科技信息处、审计处、纪委（监察处）、企业文化处（党委宣传部）、工会（团委）、政法委员会。
公司直属机构调整到12个，有：工程项目管理部、工程造价管理部、电子商务部、机要处、机关服务中心、生产调度中心、电力调度所、统计核算中心、资金结算中心、住房资金管理中心、培训指导中心（职业技能鉴定中心）、安全环保技术中心。
下属生产和辅助生产单位调整到36个，有：炼油厂、乙烯厂、矿区服务事业部、热电厂、原油处、铁管处、研究院、工程公司、工程建设指挥部、天利实业总公司、炼化建设集团有限公司、机械制造有限公司、化工厂、销售公司、供应处、动力公司、运输公司、工程质量监督站、计量检测中心、环境监测中心、通讯公司、教育中心、保卫处、信息中心、外事处、消防大队、正力公司、北京联络处、上海工作处、成都办事处、郑州办事处、西安办事处、青岛办事处、乌鲁木齐办事处、独山子大酒店、小车服务中心、人才中心、经济发展研究中心。
控股单位：天利高新技术股份有限公司。
矿区服务事业部机关部门8个，有：总经理办（党办）、运行发展处、财务处、人事劳资处、经营管理处、安全质量环保处、党群工作处、社会保险中心。
矿区服务事业部下属单位7个，有：公共事务管理公司、职工医院、新闻传播中心、文体接待服务公司、绿化园林保洁公司、运输公司大客车队、离退休管理处。
石化公司的持续发展
独山子石化公司组建以后，积极实施“低成本、差别化、走西口、科技创新、人才开发、持续发展”六大战略，强化管理，依靠科技进步，不断提升技术装备水平，坚持走持续发展之路。
重组后的独山子石化分公司首任总经理兼党委书记徐福贵，是1982年7月从抚顺石油学院毕业分配来独山子的“文革”后首届大学毕业生。他勤奋钻研，务实低调，扎根基层，投身实践，勇挑重担，拼搏奉献，有着献身祖国石油事业的崇高理想和甘于奉献苦为乐、奋力拼搏争一流的敬业精神，先后荣获“全国八十年代优秀大学生”“开发建设新疆奖章”“全国五一劳动奖章”“全国劳动模范”等称号。
在炼油厂“龙头”装置——蒸馏车间的6年时间里，他从操作工、技术员，一步一个脚印，走上车间主任、书记岗位。1989年，独山子开始加工新疆油田百口泉原油，原油性质变化较大，影响了炼油收率和产品质量。他爬炼塔，摸情况，查资料，寻找对策，绘制了“百口泉原油掺炼比重曲线图”，指导生产，改善指标，经济效益持续提高。此后，又对电脱盐系统进行大胆改造，年节约化工材料达25万元。在车间率先实行“量化目标管理”，经济技术指标在全国同类装置考核中稳居前列，连续三年夺得新疆石油管理局标杆集体奖牌，捧回了“全国能源工业先进集体”奖状。他个人被评为中石化总公司优秀车间主任、炼油厂首届“十佳主任”“优秀共产党员”等。
14万吨乙烯工程的筹备、建设和开工过程中，他担任乙烯开工指挥部常务副指挥兼乙烯车间主任，直接负责工程项目的建设组织、职工培训、工程交接、验收和投料试车，常常“吃三睡五干十六”，倾注了大量心血。工程竣工投料试车，他带领技术人员和一线工人，仅用24天就打通九套装置全部流程，创造了国内同类装置开工的新水平。
实干的精神贯穿了他每个成长阶段，务实的作风催促着他不断进取。他被任命为炼油厂厂长助理、石化总厂副厂长（兼炼油厂厂长）、石化总厂常务副厂长、石化总厂厂长，一步步走上决策者岗位。特别是企业重组担任石化公司总经理后，带领管理层一班人不断开拓、夯实发展基础，抢抓机遇、谋划大发展大跨越，从严治企、管理向国际规范看齐，以人为本、推行民主管理，将企业带入了新的更高境地。
加快炼油发展——为适应加工哈萨克斯坦含硫原油，积极推进炼油一、二次配套建设，组织改造了重整、柴油加氢、气体分馏等多套炼油装置，2004年建成60万吨/年馏分油加氢裂化装置，形成完善配套的600万吨/年原油加工能力。
大力扩建乙烯——快速实施乙烯扩能改造，2002年完成22万吨乙烯扩建工程；引进丙烷预切割、冷凝液、铬系催化剂等世界先进技术，优化了产品结构，提高了生产效益。
强化企业管理——大力实施“低成本、差别化、走西口、科技创新、人才开发、持续发展”六大战略，全面提升企业核心竞争力。
做优各项经济技术指标——2007年29项主要经济技术指标中，24项名列中国石油前三名，炼油单因耗能、乙烯燃动能耗、聚丙烯单耗等7项指标排名第一。6项指标在全国炼化行业排名第一。
优化资产升级——2000年创建的新疆第一家高新技术股份制企业“天利高新”成功上市。
这些成就的取得，为独山子石化后来获批建设举世瞩目的西部大开发标志性工程——千万吨炼油百万吨乙烯奠定了扎实的基础。
公司组建后，首先完成了22万吨/年乙烯的改扩建，引进了多项新技术，从而使乙烯生产扭亏为盈，一跃成为石化公司的盈利骨干。
在炼油方面，狠抓配套工程，着力建设60万吨/年馏分油加氢裂化项目。此工程的建成投产，实现了炼油工艺的二次革命，解决了加工含硫原油的难题，增加了优质航煤、清洁燃料、芳烃、高粘度指数的润滑油基础油等高附加值产品的产量。除馏分油加氢裂化装置外，还相继新建了石蜡加氢装置、干气脱硫和硫磺回收装置，同时，还进行了Π酮苯装置的改造、芳烃抽提B系列的扩能、气体分馏装置的扩建等。炼油装置的配套建设显著地提高了炼油的经济效益，炼油利润逐年提高。
对乙烯和炼油装置的改扩建，极大地完善了炼化加工手段，充分发挥了炼化一体化优势，优化了产品结构，降低了能源消耗，多项技术经济指标在股份公司同行中名列前茅，炼油和化工的经济效益比翼齐飞。