В 1929 году в рамках первого пятилетнего плана были начаты геолого-изыскательские работы и проектирование завода. 23 апреля 1933 года азотно-туковый завод (АТЗ), так тогда назывался концерн «Стирол», первым в бывшем СССР начал выпуск аммиака из коксового газа.
По проекту зарубежных фирм был построен цех №1, использовалось зарубежное оборудование. Через два года завод достиг проектной мощности, и к сороковому году производство аммиака увеличилось в пять, а азотной кислоты – в тридцать раз.
В послевоенное время на АТЗ впервые в стране был налажен выпуск этилбензола, медицинской закиси азота. Шестидесятые годы были периодом становления и развития органической химии. В строй были введены цехи по производству суспензионного, блочного и вспенивающегося полистирола.
В марте 1966 г. начало работу новое производство минеральных удобрений – цех №3 «А», выпускающий гранулированную аммиачную селитру.
Четвертого мая 1966 г. Горловский азотно-туковый завод был награжден орденом Трудового Красного Знамени. В 1976 г. завод переименован в производственное объединение «Стирол».
Рубеж семидесятых и восьмидесятых годов стал временем второго рождения завода: были введены в эксплуатацию новые крупнотоннажные агрегаты по производству серной кислоты, аммиака, карбамида. Выпуск аммиака вырос втрое, а минеральных удобрений – в два раза.
В 1988 году ПО «Стирол» приступило к работе, связанной с изменением формы собственности. Акционирование предприятия было прервано в 1991 г. в связи с распадом СССР. В феврале 1993 г. был зарегистрирован арендный концерн «Стирол», что стало новым этапом в развитии предприятия. Использование аренды с выкупом позволило, рационально расходуя средства, направлять их на развитие производства и выкуп имущества концерна. Первого сентября 1995 г. было зарегистрировано акционерное общество «Концерн Стирол», совладельцами которого стали работники предприятия, ветераны концерна, юридические лица, граждане Украины и государство (с 1998 года государственной доли в имуществе предприятия нет).
В июле 1994 г. начал работу второй агрегат производства карбамида. В октябре 1995 г. введено в строй производство карбамидо-аммиачной смеси, создано совместное украинско-американское предприятие «IBE – Стирол». Новым направлением в развитии предприятия стало открытие в 1996 году завода по выпуску современной фармацевтической продукции, производство которой было организовано в соответствии с международными стандартами GMP (сертификат получен 28 августа 1998 г.) и ISO 9002.
22 октября 2001 г. концерн полностью перешел на бессточные технологии, и с тех пор в реки Донбасса с территории “Стирола” не поступает ни одного литра сточных вод. В 2002 г. концерн получил сертификат, которым подтверждается соответствие условий управления природоохранной деятельностью требованиям международного стандарта ISO 14001.
Осенью 2010 года концерн сменил собственника – «Стирол» вошел в группу активов Дмитрия Фирташа, и в настоящее время входит в холдинг OSTCHEM, который объединяет крупнейшие отечественные предприятия азотной группы – помимо «Стирола» в него входят ПАО «Азот» (г.Черкассы), ПАО «Ровноазот» (г. Ровно) и ЧАО «Северодонецкое объединение АЗОТ» (г.Северодонецк).