Dự án có tổng mức đầu tư 568,646 triệu USD, sử dụng than cám là nguyên liệu đầu vào, được khởi công xây dựng vào tháng 11/2010. Sau 4 năm xây dựng, vượt qua nhiều khó khăn về giải phóng mặt bằng, thu xếp nguồn vốn, tiến hành thi công xây lắp khối lượng lớn, kỹ thuật cao, phức tạp, Công ty đã hoàn thành xây dựng, đưa nhà máy vào vận hành thành công.

Ngày 9/4/2015, Nhà máy đã kết thúc chạy thử 72 giờ thành công và chính thức vào vận hành ổn định, đạt 100% công suất thiết kế, các chỉ tiêu định mức tiêu hao năng lượng, nguyên liệu và bảo vệ môi trường đều được đảm bảo. Dự án đi vào hoạt động đảm bảo việc làm ổn định cho hơn 2.000 lao động, tăng thêm nguồn thu ngân sách nhà nước.

Trước khi được cải tạo và nâng công suất, Nhà máy phân đạm Hà Bắc thuộc thế hệ công nghệ cũ, lạc hậu, sử dụng nguồn than cục vừa giá cao, vừa khan hiếm, năng suất thấp, định mức tiêu hao năng lượng nguyên liệu cao, khả năng cạnh tranh thấp và nếu tiếp tục kéo dài sẽ khiến Công ty không thể đứng vững và phát triển. Công suất trước khi cải tạo, mở rộng là 180.000 tấn/năm.

Sau khi dây chuyền mở rộng của Công ty TNHH MTV Phân đạm và Hóa chất Hà Bắc vào hoạt động, cả nước hiện có 4 nhà máy sản xuất phân đạm quy mô 2,6 triệu tấn, lớn với các thương hiệu Đạm Hà Bắc (500.000 tấn/năm), Đạm Ninh Bình (560.000 tấn/năm), Đạm Phú Mỹ (800.000 tấn/năm) và Đạm Cà Mau (800.000 tấn/năm), trong khi nhu cầu nội địa chỉ vào khoảng 2,2 triệu tấn ure/năm.