W kwietniu 1962 r. specjalnie w tym celu utworzono Puławskie Przedsiębiorstwo Budownictwa Przemysłowego, które zostało generalnym wykonawcą budowy fabryki. 5 października 1962 r. projekt budowy fabryki przeszedł już wszystkie fazy zatwierdzania i został przyjęty przez Komisję Planowania. Zgodnie z jej zaleceniami uruchomienie pierwszego ciągu amoniaku i mocznika oraz elektrociepłowni miało nastąpić pod koniec 1965 r. W maju 1963 r. wmurowany został akt erekcyjny pod budowę elektrociepłowni.
4 czerwca 1966 r. uruchomiono po raz pierwszy produkcję amoniaku i mocznika. Z kolei 16 lipca 1966 r. miała miejsce oficjalna uroczystość otwarcia fabryki. Po zakończeniu ostatecznych prac budowlanych w dniu 16 października 1968 r. Ministerstwo Przemysłu Chemicznego wydało zarządzenie, na mocy którego zmieniono nazwę przedsiębiorstwa na Zakłady Azotowe „Puławy”. W latach 1967–1970 uruchomiono produkcję dwutlenku węgla i suchego lodu.
W 1970 r. podjęto decyzję o budowie wytwórni kaprolaktamu, zaś od 1975 do 1977 r. budowano pierwszą linię produkcyjną melaminy.