Seit den 1850er Jahren erfolgten zahlreiche Gründungen von Hochofen-, Stahl-, Walzwerken und Gießereien. Bereits bestehende Unternehmen expandierten. Hinzu kamen Bergbauzulieferer. Zunächst konnte die Eisen schaffende Industrie auch regionale Vorkommen von Raseneisenerzen und Kohleneisensteinerzen nutzen, die vorübergehend mehr als ein Viertel des Eisenerzbedarfes deckten. Nach Ende der "Gründerkrise" folgten weitere Unternehmensgründungen. Die wichtigsten und größten Werke vereinigten als "gemischte Werke" die verschiedenen Produktionsstufen. Integrierte Hüttenwerke mit umfassenden Produktionslinien setzten sich später mit den Flussstahlverfahren und der Arbeit "in einer Hitze" durch und gliederten sich auch eigene Hüttenzechen durch Zukauf an.
Den Kern der Eisen- und Stahlindustrie bildeten die Hochofen-, Stahl- und Walzwerke, denen auch Betriebe der eisenverarbeitenden Industrie (Stahlbau, Maschinenbau, Eisen-, Blech- und Metallwarenindustrie) angegliedert wurden. Die fünf größten Unternehmen der Eisen- und Stahlindustrie des Ruhrgebiets produzierten vor dem Ersten Weltkrieg etwa 30% des deutschen Rohstahls und Roheisens. Im Ruhrgebiet wurden 1913 42,5% des Roheisens im deutschen Zollgebiet erzeugt. Klangvolle Namen in Gelsenkirchen waren: "Schalker Puddel- und Blechwalzwerk Gewerkschaft Grillo, Funke & Co" (1866), "Puddlings- und Walzwerk, Drahtzieherei und Drahtstiftfabrik Boeker & Comp" (1870), Gussstahlwerk "Munscheid & Co" (1874), "Gewerkschaft Schalker Eisenhütte" (1886), "Schalker Gruben- und Hüttenverein AG" (1886), "Küppersbusch und Söhne" (gegr. 1875, Serienproduktion ab 1883), Rohrleitungsflanschenwerk "W. Geldbach OHG" (1903) und "Bergbaumaschinenfabrik Glückauf" (1908).
Da sich im Ruhrgebiet der Bergbau und die Eisen- und Stahlindustrie miteinander verbanden, entstand hier der für die ganze Region typische montanindustrielle Komplex, der zu einer erheblichen Erweiterung der Ruhrindustrie und der Angliederung zahlreicher Nebenbetriebe zur Weiterverarbeitung der Kohle an die Schachtanlagen führte. Für Gelsenkirchen war bedeutsam, dass hier vor allem auch Fettkohle gefördert wurde, die sich besonders zu Verkokung eignet. Dies führte zum Aufbau zahlreicher Kokereien sowie weitere Anlagen zur Nebenproduktgewinnung. Bei dem Verkokungsprozess entstand auch das Kokereigas, das für vielfältige Zwecke genutzt wurde. Zur Silhouette des Ruhrgebiets gehörten deswegen auch die Gasometer. Im Jahr 1872 siedelte sich mit der "Aktiengesellschaft für Chemische Industrie" in der damaligen Gemeinde Braubauerschaft das erste Chemieunternehmen an. Als ein erstes Unternehmen aus der Glasbranche entstand schon 1874 die "Glas- und Spiegelmanufaktur AG Schalke". 1925 kam die "Deutsche Libbey-Owens Gesellschaft für maschinelle Glasherstellung AG" (Delog) hinzu.