Настоящий прорыв в металлургии в России начался в 1632г. с «Грамоты» царя Михаила Федоровича, выданной голландскому купцу Андреасу Дионисису Виниусу и его компаньонам на устройство железоделательного завода в районе г.Тулы. В 1636г. дал продукцию первый доменный завод России, использующий прогрессивную для России 2-х стадийную технологию (руда-чугун-железо), энергию водяных мельниц, качественную железную руду (Дедиловские рудники), а не «болотное железо». В короткий срок созданы Городищенские и Каширские заводы, положившие начало металлургической промышленности России. С Тулы началась отечественная промышленная металлургия.
На Урале первым железоделательным заводом был Ницинский завод в Ирбитском районе (с.Рудное), построенный в 1631 году. В 1682 году запущен Железянский завод на р.Каменка (г.Каменск-Уральский). Это был промысел Долматовского Успенского монастыря-первого поселения русских на р.Исеть. Все эти заводы использовали старый сыродутный процесс получения железа.В преддверии Северной войны со Швецией (1700-1725г.г.) остро встал вопрос о дефиците железа.Значительная часть железа в Россию поступала из Швеции. Швеция и транзитер железа- Польша неоднократно вводили санкции и ограничивали поставки металла в Россию.
Угроза остаться без металла заставила Петра 1 издать Указ от 10 июня 1697г. «О выборе всякого чина людям руд в Верхотурье и Тобольске, о выборе удобных мест и учреждении заводов ….»В соответствии с Указом требовалось построить большие заводы вблизи рудников, больших массивов леса и судовой реки «для литья пушек и гранат».Первый завод по данному Указу, использовавший прогрессивное по тому времени доменное производство, был построен на территории Каменского завода (г.Каменск -Уральский), который к тому времени забрали у Долматовского монастыря и передали казне. 15 октября 1701 года первая домна Каменского завода дала 262кг чугуна. В декабре 1701 года на Каменском заводе были отлиты 3 пушки и 2 мортиры. На санях оружие было отправлено в Москву.15 декабря 1701 года дала первый чугун новая домна на Невьянском заводе. После передачи Невьянского завода из казны в частную собственность тульскому оружейнику Никите Демидовичу Антуфьеву (Демидову) производство начало развиваться ударными темпами, строились новые заводы. За период с 1700г. по 1725г. производство железа в России выросло со 150т. пудов до 800 т. пудов. Уже в 1750 году Россия имела 72 железных и 29 медеплавильных заводов.Параллельно со строительством железоделательных строились и медные заводы. Первое крупное месторождение меди на Урале открыто в 1617году в Григоровой горе близ г. Соликамска. Это была в основном окисленная руда-медистые песчаники с содержанием меди 6-8 %. Плавили руду в домнах при Пыскорском монастыре. Пыскорский завод на этом сырье заработал с 1635года.Завод производил до 600 пудов меди в год.Интересно отметить, что для Пыскорского завода в 1633году по приказу царя Михаила Романова была сформирована и отправлена на завод первая на Урале, выражаясь современным языком, профессиональная геологоразведочная партия. А в России первая профессиональная геологоразведочная партия была сформирована по приказу царя Ивана III в 1491году и направлена на «полевые работы» на Печору, где открыла и описала первое российское месторождение меди в устье реки Цильма. Так что истории профессиональной геологии в России более 500лет.
Вместе с железоделательными заводами часто формировалась добыча самых различных ископаемых-меди, асбеста, малахита, драгоценных камней и др. Типичный пример такого симбиоза – Нижне-Уктусский медеплавильный завод. В 1699-1700г.г. на Уктусе найдены залежи железа и меди. В 1704 г. железоделательный Уктусский завод стал первым заводом в черте г.Екатеринбурга. В 1713 году на нем запущено медеплавильное производство в 1 горне. В дальнейшем руда на медеплавильное производство поставлялась с Гумешевского, Шиловского, Решетского, Полевского и других близлежащих рудников. На заводе работали даже пленные шведы. Завод закрыли в 1750 году по причине отсутствия достаточного количества воды и леса.В начале 18 века построен целый ряд медных заводов – Мазуевский, Кунгурский, Выйский (Н.Тагил). В 1728 году вышел указ Сената, обязавший уральские заводы выпускать медную посуду и в 1723 году царице Екатерине II был подарен медный поднос, сделанный на Урале.
Стремительное развитие металлургии привело к тому, что в 18 веке Урал производил 80% всего железа и 95% всей меди в России. Такая мощная металлургическая база стала одной из важнейших предпосылок военно-политических успехов России в 18 веке. В дальнейшем на Урале за 300 лет будет построено более 300 заводов.В настоящее время Урал производит 46% черных металлов России. Магнитогорск, Н.Тагил, Орск, Челябинск, Новотроицк, Первоуральск, Екатеринбург, Серов, Златоуст – форпосты черной металлургии на Урале. На Урале производится 43% рафинированной меди,65% цинка в концентрате от общероссийского производства.Это достижение 11 предприятий,16 рудников,8 обогатительных фабрик,5 медеплавильных и 2 медеэлектролитных заводов. Красноуральск, Кировград, Ревда, Карабаш, Медногорск, Кыштым, Верхняя Пышма – города-заводы, производители меди.