2021年10月，發揮磷產業鏈一體化優勢，布局年產50萬噸電池新材料前驅體項目，進軍新能源新材料領域。

8月，入選國務院國企改革“雙百企業”，9月公司召開了“雙百行動”改革部署動員會，在2018年底形成經理層成員契約化管理實施方案，股份總部和15個主要分子公司經理層成員全面實施契約化管理，對職業經理人采取市場化選聘、合同化管理、契約化考核、對標化薪酬、制度化退出等“五化”管理模式，開啟了綜合性改革發展的新征程。

1月14日，公司向以化（上海）投資有限公司定向增發股份15.08%，以色列化工有限公司成為公司海外戰略投資者。

9月，成立云天化植物營養學院、云天化植物營養研究院、云天化農業研究中心（“兩院一中心”），標志著公司從生產制造型企業向制造服務型企業的轉型，積極推動綠色科技服務現代農業。

5月，集團將磷礦、磷肥、磷化工、商貿物流以及公用工程等優良資產注入公司，實現了集團公司主營業務的整體上市。6月云天化股份從水富縣搬遷至昆明市，為進一步做大做強拓展了戰略性的發展平臺；9月剝離玻璃纖維產業板塊，進一步聚焦主業，突出戰略定位和主營業務。

7月，金新化工50萬噸合成氨、80萬噸尿素裝置建成投產。公司在煤資源利用和煤化工領域，搭建起了產業發展的新平臺。

4月，公司在重慶市長壽區建成三條年產2萬噸聚甲醛生產線，公司有機化工產業進一步拓展。

6月，天安化工50萬噸合成氨裝置建成投產；

7月，公司2萬噸聚甲醛裝置在水富建成

7月，公司年產1萬噸聚甲醛裝置在水富建成投產，填補了中國聚甲醛產業的空白。

云南天燃氣化工廠改制成立云天化集團有限責任公司。同年7月，云南云天化股份有限公司由云天化集團有限責任公司獨家發起組建并在上海證券交易所掛牌上市。上市后，云天化股份由氮肥產業拓展到有機化工等領域，初步實現了產業多元化。

10月工廠正式建成投產，是國家建設的大型化肥廠之一，旨在解決當時化肥依賴進口的問題。

云南天燃氣化工廠主體工程正式在安富壩破土動工，占地面積1.2平方公里，工廠投資2.73億元。