여수국가산업단지는 종합화학공업기지로 개발된 단지로 1974년 4월 1일 「산업기지개발 촉진법」에 의거하여 산업기지개발구역으로 지정되었다. 산업기지 지정당시의 명칭은 여천종합화학공업기지로, 종합화학공업기지 조성을 위한 공업용지, 주거지역 및 관련시설을 계획적이며 효율적으로 정비하는데 목적을 두고 개발되었다.
지정당시 개발의 기본방향은 제7비료공장, 메탄올 및 석유화학 계열단지 등의 화학공업 용지를 호남정유, 호남화력 등 기존공장지대와 연결하여 북부삼일면의 표고 50m 이하 광양만 해안지대에 조성하며, 상일면과 쌍봉면 경계의 고지대를 차단 녹지대로 두고 그 이남의 평탄부에 주거지역을 조성하는 것이었다.
산업기지 지정 이후 2차례에 걸친 구역지정 변경을 거쳐 1981년 3월 여천공업기지 개발 기본계획이 확정되었는데, 최초 지정당시의 약 3배에 가까운 1,584만평으로 구역이 확대되었으며, 공업지역도 약 547만평으로 확대되었다. 여수국가산업단지의 조성은 1973년 제7비료공장 부지조성을 시작으로 석유화학단지, 석유화학연관단지, 삼일항 배후단지, 화치단지 및 월하단지 등 수개의 단지로 분리되어 추진되었다.
2008년 현재 여수국가산업단지의 지정면적은 약 50㎢이며, 그중 공장설립이 가능한 산업시설용지의 면적은 22.6㎢이다. 전체 지정면적 중 약 15.6㎢는 해면 등으로 구성되어 있다. 사업의 계획목표년도는 2010년이나 2008년 현재 공정율은 63% 수준에 그치고 있다. 가동 중인 업체는 185개소이며, 종사자 수는 13,622명이다. 생산액은 약 61조 5천억원이며, 수출액은 227억불을 상회한다.