合成染料の国産化を目的として1916年に設立され、国内最大の染料工業会社に発展した、日本染料製造（株）が大分工場の前身です。染料、医薬品の中間体の工場として1939年に操業を開始。1944年、当社との合併に伴い住友化学大分工場となりました。その後、農薬事業に進出し、国内のみならず海外にも広く普及した農業用殺虫剤「スミチオン^®」の製造を1962年に開始。高度な有機合成技術を駆使し、現在は、幅広いアグロ＆ライフソリューション関連製品や、タイヤ用接着剤等の原料レゾルシン、高分子添加剤「スミライザー^®GP」等を製造しています。2014年には歌島試製部（現 大分工場医薬化学品生産技術部（歌島））、岡山プラント、岐阜プラントが生産拠点に加わり、医薬化学品の生産体制を強化。同じ敷地には、住友ファーマ株式会社の医薬品製造工場もあり、住友化学グループのライフサイエンスケミカル事業のグローバル展開を支える中核工場としての役割を担っています。

住友化学は、1949年、除虫菊に含まれる殺虫成分の類縁化合物ピレスロイドを工業的に合成する技術を確立、旧酉島工場（大阪府）に「ピナミン^®」の製造設備を建設しました。その後の需要拡大に対応するため、1978年、青森県三沢市で新工場の操業を開始。以来、三沢工場は、家庭用、防疫用、農業用など、幅広いピレスロイド系殺虫剤を、世界各国に輸出する供給拠点として、重要な役割を担っています。