1950年（昭和25年）八幡製鉄株式会社が発足しました。この年から始まった第一次合理化（1956）では、能力増強と老朽化した設備の近代化が主眼でした。
五製鋼には、世界最大の50トン転炉（純酸素転炉：LD転炉）が新設され、厚板工場は、世界銀行の借款を得てわが国最大の工場に生まれ変わりました。圧延関係では、アームコ、USスチール等の技術を導入し、連続化、高速化、高級化等の近代化を図りました。1956年（昭和31）には、第二次合理化が決定され、「海に築く製鉄所」として戸畑での一貫製鉄所の建設が始まりました。1959年（昭和34）からの第三次合理化では、戸畑地区での能力増強、八幡地区 での東田から洞岡への高炉集約に加えて、堺、君津（千葉県）での一貫製鉄所実現に向けた建設が始まりました。 新鋭製鉄所に対して当所は、「兵站基地」として役割を担うと共に、ウジミナス、マラヤワタ等の海外との技術協力も積極的に推進していきました。