1959년 이회림 창업주가 탄산나트륨 생산을 위해 동양화학공업을 세웠고(나무위키), 1968년 인천 학익동에 소다회 공장을 준공했다. 1976년 증권거래소에 상장했고, 2001년 제철화학을 흡수합병해 동양제철화학이 됐다. 2008년 태양전지 원료인 폴리실리콘 상업 생산에 성공했고 이듬해 사명을 OCI로 바꿨으며(온리원 서재), 2011년 미국 코너스톤 파워 디벨롭먼트를 인수해 태양광 발전에 진출했다.
2013년 자회사 DCRE의 인천공장 분할이 적격분할 요건을 못 채워 약 4500억 원 규모 세금 추징 위기에 몰렸고(연합뉴스), 2015년 폴리실리콘 공급과잉과 가격 폭락으로 OCI머티리얼즈 등을 매각하는 구조조정을 했다. 2018년 세금 소송에서 최종 승소했다(ChemLOCUS).
2022년 부광약품을 인수하고 금호피앤비화학과 합작법인을 세웠으며, 2023년 인적분할로 OCI홀딩스와 사업회사 OCI로 나뉘었다. 2026년 광양1공장에서 협력업체 근로자 1명이 숨지는 중대재해가 발생했다(뉴스워치). 같은 해 1분기 영업이익이 전분기 대비 약 9배 늘었고(연합뉴스), 발전 자산 매각과 화학 부문 개선으로 2분기에도 흑자 전환했다(비즈니스포스트).