按原设计方案，焦化厂是建造伍德式炭化炉。实践中，为了兼顾城市居民用气与冶金工业使用焦炭，并为化学工业提供原料，就改为建造冶金焦炉。当时，北京市鉴于临近国庆节和资金状况，决定一期工程只建58型65孔焦炉一座，整个焦炉建设要与“国庆十大工程”同步进行，以保证十大工程完成后的煤气供应。1959年3月工程动工，施工人员最多时有上万人。为了保证按期完成任务，工人们采取三班倒作业，歇人不歇马，终于在8月建成了我国自己研制的第一座年产焦炭45万吨，年供应煤气7500万立方米的焦炉及辅助设施。工程投资4556万元，完成土方工程40万立方米，安装设备6000吨，铺设管道、铁路、电缆70公里，建设速度之快为国内外少有。1959年11月18日，配合北京“国庆十大工程”建设的第一座炼焦炉正式投产运营，万里副市长为焦炉投产剪彩。
北京焦化厂在建设期间和投产以后，曾得到了从中央和地方众多领导人的关心。朱德同志生前曾先后6次到焦化厂视察，有一次，陪朱老总一同来厂视察的北京市某领导请求朱老总给题几个字，朱老总欣然同意，当场写下了“大力发展煤的综合利用”的题词，还为焦化厂书写了厂名，博得在场群众一片掌声。邓小平、杨尚昆、彭真、万里、乌兰夫等领导也先后来厂视察。
（二）远销国内外的焦炭和化工产品
北京用煤炼焦的历史，要追溯到1937年石景山钢铁厂炼焦车间为炼钢铁设置的几座炼焦炉。这几座年产191万吨焦炭的炼焦炉，在相当的一段时间内，是华北地区重要的煤炭综合加工基地。但那时的焦炭只供炼钢用，生产的气体也只够自用。
1958年，北京部分区县在“以钢为纲”的“大跃进”时期，建设了一批土法炼焦装置，总数达70余座。由于工艺技术落后，使煤气普遍放空，焦油加工能力也很低，造成大量资源浪费，而且污染环境，所以1960年以后陆续停产。尽管如此，当年北京焦化厂的生产盛况至今还留在人们的记忆里。原北京焦化厂第一任厂长李霄路老人至今还清楚地记得第一座炼焦炉投产时的情景，他望着挂在他家墙上的一张老照片，深情地说：“我就坐在焦炉前，看着通红的焦炭从炉子里出来，到熄焦车上，再进入熄焦塔、晒焦台、分焦车间，心里有说不出的高兴！”
焦炭有很多用途，主要用于冶金、铸造、化肥、电石生产。北京焦化厂投产后，当年生产焦炭3.8万吨，1973年生产168万吨，1990年达到210万吨。在不断扩大生产规模后，北京焦化厂曾一度成为我国最大的商品焦炭供应和出口基地，年产焦炭200多万吨，占全国总产量的1.67%，销售量占全国统配商品焦炭的45%以上。到1998年，焦炭生产能力达到了252万吨。焦炭出口至欧洲、北美、南美，出口量占全国的6.9%，为北京乃至全国的经济建设做出了贡献。
1959年，北京焦化厂在建设第一座焦炉的同时，建成焦油回收车间，从回收的粗焦油中提取硫黄和粗苯。1960年，建成简易的焦油加工装置，生产少量混合软沥青。为了实现“以化养气”的目的，减轻国家对煤气的政策性财政补贴，北京焦化厂于1963年建成了年产1.5万吨的硫酸铵生产装置。1970年，又投资建设了年产10万吨的焦油加工车间，通过焦油的深加工，生产工业萘、轻苯、精蒽、蒽醌、酚吡啶等30余种化工产品。1994年，新建的煤气精制工程投入运行后，焦炉煤气通过净化装置净化，硫化氢含量由每立方米0.05克下降到0.02克，苯含量由每立方米5.4克下降到0.5克，全年可回收粗焦油9.3万吨，粗苯2.6万吨。1995年，年产商品煤气50317万立方米。1998年，煤气增气工程竣工，扩建煤气发生炉20台，以热值较低的发生炉煤气供焦炉加热使用，代替焦炉煤气与剩余的发生炉煤气掺混，经净化后供应民用。
（三）最先通到“三大一海”的煤气燃料
北京市使用既清洁又环保的煤气燃料始于1957年。当时，根据苏联专家指导编制的《北京市煤气供应规划方案（草案）》，对煤气进行试验性的使用，使用的煤气是石景山钢铁厂炼焦车间3号炼焦炉剩余的煤气，试验使用的居民是住在石景山古城地区的522户钢铁厂职工，他们做饭烧水首先用上了本厂生产的煤气。这天大的好事曾使一些居民到处宣扬，发生了一个有趣的故事：一个家庭主妇自己用上煤气后，到没有使用煤气取暖做饭的家庭串门，每到一家都把一张报纸垫在屁股底下，说人家的尘土多，最后惹怒一家主人，把她赶出了门……这个故事说明，既干净、又快捷、火苗又旺的人工煤气深受群众的欢迎。
焦化厂第一任厂长李霄路老人说，当年焦化厂主要是靠焦炭挣钱，煤气并不挣钱。但到20世纪六七十年代，随着三座新焦炉投产，焦化厂日供城市煤气达到80多万立方米，很多工厂和数十万居民家庭都用上了煤气。当时北京的公共汽车都背着个大气囊，那里边储存的就是焦化厂的煤气，可以说煤气成了当时城市运行最重要的能源之一。当时，曾流传着人工煤气只输送给“三大一海”（大会堂、大使馆、大饭店、中南海）的说法，其实，除历史博物馆比普通市民提前不足1个月用气外，其他重要用户都是和普通家庭同时用气的。北京市热力公司在1960年1月25日首先为中国历史博物馆通气。7月26日，人工煤气才通入中南海，开始为党中央、国务院提供生活服务。
之后，公安部、中央统战部等部门及首长生活区均列入主要用户。
随着北京市的城市建设和市民用气量的增加，北京焦化厂的焦炉煤气很难适应全市用气的需要。1971年，北京市人民政府决定利用751厂增建油制气炉，使之成为北京市第二个人工煤气气源厂。该厂位于朝阳区酒仙桥，采用重油（原油、渣油）催化裂解制气工艺生产煤气。1983年，北京市人民政府又对首钢公司焦炉进行改造，开辟新气源，以解决人工煤气供应不足问题，改造后的首钢煤气净化加压工程日供气量可达5万立方米至8万立方米。上述3家煤气源年供应煤气由1960年的2178万立方米，增加到1990年的60915万立方米，其中焦化厂供应47899立方米。随着液化石油气和天然气的增加，煤气销售量逐年下降，到2005年下降到16776万立方米。
从1959年11月18日第一座自行研制的焦炉投产以来，北京焦化厂共为首都输送商品煤气148亿立方米，平均每天80万立方米。替代燃煤2000多万吨，并逐步形成了年生产焦炭180万吨的能力，让首都彻底摘掉了燃料结构落后的帽子，为改善首都环境做出了巨大的贡献。到2004年，北京有人工煤气调压站30座，罐储能力32万立方米。
（四）与热力管道同步建设的煤气管道
北京焦化厂开始建设时，被定为北京国庆十大工程的煤气配套项目，同时建设第一条输气管道，即由北京焦化厂通往使馆区、北京饭店、中南海及国际友人居住办公区的第一条管道，这条煤气管道是与热力管道同步建设的。1959年3月，北京焦化厂破土动工时，建国门、东西长安大街管道工程也同时动工。从第一热电厂至建国门的干线为主干线，钢管直径为700毫米。建国门至南池子、民族饭店的管道直径为500毫米，全长10公里。与热力管道干线同时建设的还有通往民族饭店、民族文化宫、中南海、人民大会堂、中国革命博物馆和中国历史博物馆、北京火车站等支、户线，共16.8公里。到1959年底，上述干线、支线和户线建成并投入运行。随后，开始向人民大会堂、中南海、中国革命博物馆和中国历史博物馆、北京火车站、民族饭店等大型建筑供热。到1959年底，供热面积由1958年的2.75万平方米猛增到61.15万平方米。
依据“国庆十大工程”指挥部命令，北京焦化厂、煤气管网两项建设要同步进行。在苏联专家指导下制定的北京市城市煤气供应远近期发展规划，确定城市煤气管道的压力分为高压、中压和低压三级。设计压力分别为0.3兆帕、0.1兆帕、2000帕，从1959年4月20日开始建设由北京焦化厂经东郊煤气灌站、刘家坟、体协路至建国路高中压调压站，全长6.8公里的第一条高压煤气管道。这条管道全线穿越铁路3处、河流4处、公路2处，沿途设置闸井8座。经过工程建设者近7个月的努力奋斗，于当年11月7日竣工，并通过了强压和严密度测试，为向城内中压干线输送煤气提供了条件。与第一条高压煤气管道同时开工建设的还有沿长安大街建设的中压干线。这条干线从建国路高中压调压站起，西至民族宫调压站止，途经八王坟、建国门外大街、东西长安街，全长13公里，管道直径400毫米-600毫米。当年11月15日，全线15座闸井设备和沿途负荷13座中低压调压站的长安中压煤气干线全线竣工。1960年1月25日两条干线贯通后，开始向中国革命博物馆和中国历史博物馆供应煤气。
（五）北京焦化厂为环保而搬迁
进入21世纪，为了改善北京大气环境，北京数家严重污染环境的企业需要停产或搬迁，其中就有北京焦化厂。《北京城市总体规划（2004-2020）》提出，加快实施垡头地区传统工业搬迁和产业结构调整，转移、限期淘汰不符合首都经济发展的12个行业，其中北京焦化厂占了3家；《北京奥运行动规划——生态环境保护专项规划》进一步明确提出，2008年之前东南郊有污染的企业原则上实施停产或搬迁；《北京奥运行动规划——能源建设和结构调整专项规划》要求改变首都以煤为主的能源结构，其中明确要求北京焦化厂停产，可减少燃煤300万吨。要求或责令北京焦化厂停产或搬迁的不只是上述文件，还有舆论和群众的呼声。北京市化工局和北京焦化厂以大局为重，于2007年搬迁到唐山市，随厂迁移的还有500名技术骨干。新厂占地3000亩，拟投资30亿元，定名为唐山市佳华煤化工有限公司。早在2003年佳华煤化工有限公司开始建设第一期工程时，就由北京焦化厂、首钢总公司、德国蒂森克虏伯矿产能源有限公司和唐山市北江经贸公司联合投资建设，总投资12亿元，年产焦炭100万吨，其中70%直供首钢总公司，30%由克虏伯公司负责包销；年产煤气275亿立方米，在供给本地钢铁企业用气的同时也供海港开辟区用气。
北京焦化厂建厂时，不仅代表了北京煤化工业的建立和发展，还开创了北京燃气化的历史。同时，它又是建国初期自主设计、建设的化工企业。几十年来创造了多项第一，其设备设施很有保存价值。保护好这些工业遗产，对于丰富北京城市建设发展的多样性，记录辉煌的工业发展史，丰富历史文化名城的内涵，满足广大市民尤其是老一代工人的情感需求等方面，都有十分重要的意义。为了保护好北京焦化厂的存量遗产，北京市规划委员会、北京市国土资源局于2008年联合征集遗产保护方案，当年便有中国香港、澳大利亚、美国、英国、法国、德国、比利时、加拿大、日本、新加坡、韩国等12个国家和地区的50多家提出应征申请。经13位专家严格评审后，选取了6家应征方案在北京市规划展览馆和规划委官方网站进行展示。如，798厂整体变身而成798艺术区，京棉二厂变身为莱锦创意产业园等。当然，在京城各个近现代工业区中，最着名的还是首钢遗址的转变。将首钢遗址分级保护、改造，变成大型工业遗迹对游人开放，游人乘坐着观光火车在高炉旁游览、遐想、回忆，别有一番情趣。