前身为云南天然气化工厂，始建于1974年，1977年建成投产，是中国70年代初首批引进国外成套设备建成的13家大型氮肥企业之一。

1990年被评为云南省第一家国家一级企业，1996年被国家经贸委确认为全国512户重点企业之一，1997年3月经云南省人民政府批准，整体改制为省政府授权经营的国有独资有限责任公司，2002年被确认为云南省重点培植的10户企业集团之一，集团公司已于2000年8月由水富县搬迁至云南省省会—昆明市。

集团已经形成化肥、有机化工、玻璃纤维新材料、盐和盐化工、磷矿采选和磷化工等六大主要产业及系列产品，相继形成了以云南云天化股份有限公司为主体的水富化肥、有机化工生产基地；以云南云天化国际化工股份有限公司为主体的高浓度磷复肥生产基地；以云南磷化集团有限公司为主体的磷矿采选基地；以云南盐化股份有限公司为主体的昆明、一平浪盐业和盐化工生产基地；以重庆国际复合材料有限公司为主体的无碱玻璃纤维生产基地；以云南马龙产业集团股份有限公司主体的磷化工基地；以云南天安化工有限公司为主体的合成氨生产基地；以云南天创科技有限公司为主体的嵩明精细磷化工生产基地。

截止2008年底，云天化集团总资产551.7亿元，净资产153.6亿元，销售收入突破百亿元， 已形成了跨地区、跨行业、跨所有制经营的大型综合性企业集团，系中国企业500强成员。

曾获奖项：
2020年度 成长性企业大学
2023年度 企业标杆学习平台“业绩改进标杆实践”项目奖：《精益生产绩效改进项目》