В течение пятой (1951−1955 годы) и шестой (1956−1960 годы) пятилеток произошли значительные структурные изменения в промышленности Советского Союза. За десятилетие было построено 8070 новых крупных промышленных предприятий. В Обнинске начала работу первая в мире атомная электростанция, вошел в строй Волго-Донской канал, заработали новые ГЭС на Волге, Днепре, Дону и других реках, множество новых теплоэлектростанций. Производство электроэнергии за 10 лет выросло с 91,2 млрд кВт·ч в 1950 году до 292,3 млрд кВт·ч в 1960-м — более чем в три раза.

Развитию отрасли черной металлургии способствовало строительство Орско-Халиловского металлургического комбината, предприятий в Череповце, Караганде. Был построен Серовский ферросплавный завод, параллельно увеличивалась мощность действующих предприятий. Выплавка чугуна выросла с 8,8 млн тонн в 1945-м до 46,8 млн тонн в 1960 году; стали — с 12,3 до 65,3 млн тонн соответственно. Помимо этого были введены в строй новые горно-обогатительные комбинаты, заводы цветной металлургии, машиностроительные и нефтеперерабатывающие предприятия, комбинаты и заводы по производству минеральных удобрений и другой химической продукции, предприятия по производству целлюлозы и бумаги, стройматериалов, тканей, обуви, сахара, масла, консервов.

Нефтедобыча и нефтепереработка не поспевали за развитием промышленности и уровнем потребления. Необходимо было не только интенсифицировать добычу черного золота, но и наладить выпуск более качественных видов нефтепродуктов, максимально автоматизировать отрасль. На многих предприятиях была велика доля ручного труда, а это увеличивало себестоимость и негативно сказывалось на качестве продукции.

В 1954 году была реализована масштабная реформа Министерства нефтяной промышленности, которое до этого управляло нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, газовой промышленностью, производством жидкого топлива, строительством сооружений нефтяной и газовой промышленности, нефтяным машиностроением, сбытом нефтепродуктов. Общесоюзное министерство было разделено на две самостоятельные и равноправные структуры. Одна управляла нефтяным комплексом Азербайджанской ССР, другая — всей прочей «нефтянкой».

Вставший во главе СССР Никита Хрущев искал новые форматы управления промышленностью и строительством: в частности, видел эффективность в децентрализации управления и переходе от отраслевой формы в территориальную. То есть рычаги управления экономикой регионов передавались из профильных министерств территориальным советам народного хозяйства. Реформу широко обсуждали на предприятиях, письма трудовых коллективов и выступления различных экспертов публиковались на страницах газеты «Правда». Порой заводы, которые затрагивала реформа, дискутировали между собой через прессу.

В мае 1957 года Верховный Совет СССР принял закон «О дальнейшем совершенствовании организации управления промышленностью и строительством». Таким образом, все предприятия нефтяной промышленности, расположенные на территории того или иного региона, были переподчинены территориальным органам управления. Министерство нефтяной промышленности и Министерство строительства предприятий нефтяной промышленности были расформированы, в ведении Министерства геологии и охраны недр оставили только научно-методическое руководство геологоразведочными работами. Цели и задачи добывающим компаниям и перерабатывающим заводам теперь ставили местные власти.

Топлива и различных нефтепродуктов стране требовалось много. Развивалась автомобильная промышленность. Личный автомобиль по-прежнему был роскошью, но грузовики использовались повсеместно, в том числе тяжелые МАЗы, КрАЗы, «Уралы». Росла доля автобусных перевозок, особенно в сельских райо­нах. Развивался и железнодорожный транспорт: на смену паровозам пришли тепловозы — более мощные, экономичные и удобные, работавшие на моторном топливе.

В 1956 году началась эксплуатация первого отечест­венного реактивного пассажирского самолета — Ту-104, который мог перевозить от 50 до 100 пассажиров и развивал скорость 950 км/ч. В течение короткого времени самолеты Ту-104 начали летать по всем важнейшим направлениям, а Советский Союз стал первой страной в мире, совершившей прыжок в эру гражданской реактивной авиации.

Стремительно менялась строительная отрасль: на смену ручному труду приходили машины — экскаваторы, бульдозеры, передвижные краны. Сельское хозяйство получило тысячи тракторов, комбайнов, сеялок и другой техники. Им тоже требовалось топливо.

В обеспечении народного хозяйства топливом большую роль играли месторождения Волго-Уральского нефтеносного района. Себестои­мость этого сырья была достаточно низкой, но эта нефть отличалась по химическому составу и от бакинской, и от кубанской и характеризовалась большой долей примесей серы, воды и солей.

Чтобы качественно перерабатывать такое сырье, его надо было освободить от солей и воды.

Из сырой нефти непосредственно одним процессом нельзя выделить ни один товарный нефтепродукт (за исключением газов), все они получаются последовательной обработкой на нескольких установках. Первой в этой цепочке всегда стоит электрообессоливающая установка (ЭЛОУ), ее задача удалить из сырья соли и воду. Работа этого объекта непосредственно влияет на качество компонентов топлива и смазочных масел.

Уже в 1950 году специалисты Московского крекинг-завода начали проектирование ЭЛОУ с шаровыми электродегидраторами — подобное оборудование вскоре будет использоваться на всех нефтеперерабатывающих заводах страны и ближнего зарубежья. В дальнейшем установка была усовершенствована. К 1957 году предприятие полностью перешло на новую конструкцию электродегидратора для обессоливания и обезвоживания нефти мощностью около 2,5 млн тонн нефти в год, что было эквивалентно примерно четырем типовым установкам, при этом стоил новый электродегидратор более чем в 2,5 раза дешевле четырех типовых. Это была отличная работа инженеров, которая получила самую высокую оценку и широкую известность у специалистов нефтяного дела страны. В 1958 году был разработан типовой проект ЭЛОУ, и вскоре такие объекты построили на других заводах, в том числе в Польше и Чехословакии.

В 1957 году была запущена в эксплуатацию первая в СССР печь беспламенного горения. Она снизила потери тепла и обеспечила экономию топлива. Над ее конструкцией работали коллектив завода, специалисты Гипронефтемаша и Московского института нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина. Именно за эту разработку ее авторы были удостоены Ленинской премии.

В том же году завод приступил к созданию собственной технологии союзного масштаба — производству полипропилена, основы для большого количества пластиковых изделий в разных отраслях. Сырьем для него служат газообразные продукты, образующиеся при нефтепереработке. Раньше этот газ просто сжигался.

Коллектив МНПЗ обязался к 1960 году выполнить непростую задачу: объем переработки нефти к этому времени должен был достигнуть почти 4 млн тонн.

Коллектив МНПЗ стремился не только добиться заявленных показателей, но и обогнать другие заводы. Так, например, в конце 1950-х москвичи вызвали на социалистическое соревнование Батумский нефтеперерабатывающий завод. Соперники ежеквартально обменивались информацией о выполнении взятых обязательств, раз в год ездили друг к другу, чтобы проверить выполнение графиков и обменяться опытом.

В 1958 году Совет Министров СССР принял решение о глобальной модернизации Московского НПЗ с увеличением его перерабатывающей мощности до 5 млн тонн нефти в год.