با هدف بهره‌برداری از ذخایر ارزشمند گازی میادین تنگ بیجار و کمان‌کوه، احداث پالایشگاه گاز ایلام به‌عنوان یکی از پروژه‌های راهبردی صنعت انرژی کشور آغاز شد. این پالایشگاه به‌عنوان تأمین‌کننده اصلی خوراک مجتمع پتروشیمی ایلام، نقش مهمی در تولید محصولات الفینی و پلی‌الفینی ایفا می‌کند و بخشی از زنجیره ارزش صنایع پتروشیمی ایران را شکل می‌دهد.
پتروشیمی ایلام با استراتژی توسعه زنجیره ارزش و ایجاد مزیت رقابتی پایدار، همواره بر مدیریت بهینه منابع، رعایت دقیق الزامات ایمنی، بهداشت و محیط زیست و انجام مسئولیت‌های اجتماعی تمرکز داشته است. این رویکرد موجب شده این مجتمع نه‌تنها رضایت ذی‌نفعان را جلب کند، بلکه به الگویی موفق در توسعه صنعتی غرب کشور تبدیل شود.
ایده اجرای طرح مجتمع پتروشیمی ایلام با هدف بهره‌گیری از محصولات ارزشمند اتان، C3+ و C5 پالایشگاه گاز ایلام، پس از انجام مطالعات اقتصادی، در نهصد و چهل و هفتمین جلسه هیئت‌مدیره شرکت ملی صنایع پتروشیمی مورخ ۱۸ تیر ۱۳۸۱ تصویب شد. این پروژه سپس در جلسه شورای عالی اقتصاد به تاریخ ۱۰ شهریور همان سال به تأیید رسید.
بر اساس این مصوبات، شرکت پتروشیمی ایلام در تاریخ ۱۵ تیر ۱۳۸۲ تأسیس شد و عملیات احداث مجتمع در زمینی به مساحت ۱۲۲ هکتار واقع در بخش چوار، در فاصله ۱۸ کیلومتری شمال‌غرب شهر ایلام آغاز گردید. این مکان با هدف دسترسی به منابع خوراک، زیرساخت‌های حمل‌ونقل و شرایط اقلیمی مناسب انتخاب شد.
امروزه، پتروشیمی ایلام به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان محصولات پتروشیمی در غرب ایران، با تولید محصولات استراتژیک و ایجاد اشتغال پایدار، نقش مهمی در رونق اقتصادی استان ایلام، ارتقای سطح مهارت نیروی کار بومی و توسعه صنایع پایین‌دستی ایفا می‌کند.
