化工为临沂市支柱性产业之一，产业发展初具规模，产业基础优势明显，已形成无机化工、煤化工两个优势产业方向,并在石油化工、精细化工等产业方向形成了一定布局，目前共有 341家企业，初步形成了费县粘合剂化工产业园、临沭经济开发区化工产业园、临沂临港化工产业园、郯城化工产业园、沂水庐山化工产业园、沂南密胺产业园六个产业集聚区。全市现有规模以上化工企业185家，2022年实现产值519亿元。

重点打造新型煤化工、化工新材料、新型肥料、石油化工、精细化工等5条产业链，加快建成高端化、安全化、循环化、智慧化的绿色化工产业园区。依托“4+2+4”化工园区布局，以化工新材料、石油化工、新型肥料、现代煤化工和精细化工为主要发展方向，围绕“安全、智慧、绿色、高端”发展方向，选取临沭复合肥、沂水特种油、郯城煤基精细化工、费县胶黏剂、沂南密胺等5条产值高、带动力强、发展潜力大的产业链集群，明确产业链源头、中间产品及最终产品范围、产业链相关配套，推行“链长制”，全力推动各链条做优做强，加快形成龙头带动、企业协同、原料互补、安全高效的产业链。