В пореформенный период в Украине завершился промышленный переворот, начавшийся в 30-е годы XIX в. Донбасс сделал большой шаг в своем экономическом развитии. Быстрыми темпами развивалась тяжелая промышленность. Важнейшими ее отраслями были черная металлургия и угледобывающая промышленность.
В связи с быстрым развитием промышленности и ростом городов, а также более интенсивной работой транспорта заметно растет объем угледобычи в бассейне: с 295,6 млн. пудов в 1894 г. до 671,1 млн. в 1900 г., т.е. в 2,5 раза.
Характерной чертой развития угольной промышленности бассейна в рассматриваемый период было расширение и техническое переоснащение уже существующих рудников, а не строительство новых предприятий.
В конце XIX в. набирает размах акционерное предпринимательство на базе уже действующих рудников, которые принадлежали индивидуальным собственникам. О высоком удельном весе акционерных предприятий свидетельствует тот факт, что в 1900 г. на их долю приходилось 75% всего добытого в бассейне угля. Одновременно с развитием промышленности зарождается черная металлургия.
В 1866 г. на очень выгодных условиях получил концессию князь Кочубей, намеревавшийся построить на Юге России завод для изготовления рельсов из местного чугуна на местном минеральном топливе. Однако даже этому сановному предпринимателю не удалось привлечь для строительства завода крупных капиталистов. В результате чего в конце 1868 г. князь уступил свои права (за солидное вознаграждение — в 24 тыс. фунтов стерлингов) английскому заводчику Джону Юзу, который начал переговоры с правительством о постройке в Донецком крае завода чугуноплавильного, железообрабатывающего и рельсового производства.
По условиям договора с царским правительством Джон Юз должен был начать выплавку чугуна в январе 1870 г., а прокат рельс — в апреле 1871 г. В связи с техническим несовершенством проекта и другими причинами, первая плавка состоялась лишь 21 апреля 1871 г., но уже через три дня доменную печь вынуждены были поставить на ремонт. Лишь 24 января 1872 г. после продолжительного ремонта был проведен первый выпуск чугуна.
С осени 1873 г. завод Новороссийского товарищества уже работал по законченному металлургическому циклу. С середины 70-х гг. он превратился в одно из наиболее крупных металлургических предприятий страны.
Настоящий расцвет южной металлургии приходится на последние 15 лет XIX в. За это время было основано 17 металлургических (доменных) заводов, из которых 12 находились в Донбассе. Строительство заводов происходило в большинстве своем за счет иностранных инвестиций — американских, английских, французских, бельгийских и германских.
Горнопромышленный Юг быстро оттеснил Урал на второй план и превратился в главный металлургический центр страны. Донбасс, в свою очередь, занял ведущее место в металлургии Юга, производя 70% всего южного чугуна. За 15 лет доля Донбасса в общероссийской выплавке чугуна выросла в 6 раз, составив в 1900 г. 36,1 %. По производству чугуна Донбасс к началу XX в. опередил Урал. Как и Юг в целом, Донбасс стал одним из основных районов сталепроволочного и рельсового производства.
На металлургических заводах Юга были самые большие в России доменные печи, работавшие с применением горячего доменного дутья. Новая техника и технология — бессемеровские и томасовские конверторы, мартеновские печи — нашли с самого начала свое применение в сталелитейном производстве. И в дальнейшем продолжались механизация и совершенствование металлургического производства, в котором участвовали выдающиеся инженеры тех лет М. А. Павлов, В. Е. Грум-Гржимайло, М. К. Курако и др.
Рост каменноугольной и металлургической промышленности способствовал развитию металлообрабатывающего производства. Среди металлообрабатывающих предприятий Донбасса хорошо оборудованными были Горловский завод горнорудного оборудования, Дебальцевский механический, Харцызский котельный. Возникли литейно-механические заводы в Константиновне, Горловке, развивалось кирпичное, цементное, коксовое производство, среди заводов выделялись два больших цементных завода в Амвросиевке. Из машиностроительных предприятий Донбасса крупнейшим был Луганский паровозостроительный завод, построенный в конце 90-х годах немецким капиталистом Гартманом.
Химическая промышленность была представлена содовыми заводами в Лисичанске и близ Славянска. Первенцем химической промышленности в Донбассе и крупнейшим предприятием этой отрасли был хорошо оборудованный содовый завод, построенный в 90-е годы обществом «Любимов, Сольве и Ко» в селе Третья Рота близ Лисичанска. Донбасс давал стране также поваренную соль, добываемую рудничным способом в районе Бахмута и вывариваемую на небольших солеварнях в Славянске и Бахмуте, кислоты, стекло и стеклянные изделия. Недалеко от Никитовки было расположено единственное в России предприятие А. А. Ауэрбаха по производству ртути из добывавшейся здесь же руды (киновари).
Одновременно существовало множество мелких полукустарных предприятий по переработке сельскохозяйственного сырья: мельниц, крупорушек, винокуренных пивоваренных заводов и т.д.
Всего в Донбассе к 1900 г. существовало до 300 разной го рода предприятий и заведений металлообрабатывающей, химической, местной обрабатывающей пищевкусовой промышленности.
Донбасс стал одним из основных центров тяжелой промышленности царской России, в котором к началу ХХ века переплетаются и мирно сосуществуют интересы как крупнейших российских, украинских, так и иностранных капиталов, получавших здесь огромные прибыли и в свою очередь способствовавших развитию экономики региона, созданию первых в России монопольных объединений и организаций промышленников для защиты своих интересов.