Научно-технический прогресс характерен для всех стадий металлургического производства — от подготовки исходных материалов до выпуска готовой продукции. В важнейших горнорудных бассейнах построены обогатит. фабрики. Технический прогресс в обогащении руд характеризуется улучшением применяемых технологических схем и методов, совершенствованием оборудования, увеличением глубины обогащения, обусловленным повышенными требованиями современной металлургии к сырым материалам, а также вовлечением в эксплуатацию всё более бедных труднообогатимых руд. Разработаны и внедрены в промышленность технологические схемы, обеспечивающие комплексное использование сырья, в том числе полиметаллических руд. Ещё в годы довоенных пятилеток и особенно после войны получило развитие агломерационное производство. Построены крупнейшие в мире агломерационные фабрики. В 60-х гг. освоено производство офлюсованных окатышей из тонкоизмельчённого железорудного концентрата.

  За годы Советской власти возникла и развилась коксохимическая промышленность, освоена прогрессивная технология коксования. Коксохимическое производство развивается в направлении строительства всё более мощных коксовых батарей с печами большой ёмкости, внедрения бездымной загрузки шихты и сухого тушения кокса, механизации и автоматизации обслуживания коксовых печей, совершенствования процессов улавливания и переработки химических продуктов коксования, ассортимент которых включает (70-е гг.) свыше 200 наименований. Наряду с коксовыми печами объёмом 30 м³ и высотой 5—6 м сооружаются печи объёмом более 40 м³ и высотой 7 м. Годовая производительность коксовой батареи из 65 таких печей превышает 1 млн. т кокса.

  Индустриализация страны, быстрое развитие чёрной металлургии и др. отраслей народного хозяйства обусловили форсированное наращивание мощностей по производству огнеупоров. В дореволюционной России производство огнеупоров носило полукустарный характер. Многие виды огнеупорных изделий (например, для доменных и коксовых печей) импортировались. К концу 30-х гг. нужды страны почти полностью обеспечивались отечеств. огнеупорами. В годы Великой Отечественной войны 1941—45 около половины предприятий огнеупорной промышленности были разрушены. Их восстановление сопровождалось техническим перевооружением, особенно усилившимся в 60—70-х гг. Благодаря научным исследованиям, проводимым учёными совместно с работниками огнеупорной промышленности, повысилось качество изделий, увеличился их ассортимент, освоено производство ряда новых огнеупоров (смолосвязанных для кислородных конвертеров, плотных каолиновых для шахт доменных печей, высокоглинозёмистых, высокоплотных динасовых, периклазо-шпинелидных, изделий для установок вакуумирования, непрерывной разливки стали и др.), расширилась сырьевая база.

  Решающим звеном в интенсификации доменного производства явилось применение кислорода и природного газа. Опытные плавки с использованием дутья, обогащенного кислородом, были начаты в СССР на Чернореченском химическом заводе в 30-е гг. В 1940—41 опыты были продолжены на доменной печи Днепропетровского завода  металлургического оборудования. В более широких масштабах доменный процесс на кислородном дутье исследовался на опытной печи Новотульского завода в 1948—53. В 1957 на заводе им. Петровского (Днепропетровск) впервые в мире был применен природный газ, что позволило значительно снизить расход кокса. Год спустя по этой технологии работало уже 12 доменных печей. В сочетании с дутьём, обогащенным кислородом, применение природного газа обеспечивает стабильность работы доменной печи и улучшение технико-экономических показателей плавки. Уже в начале 70-х гг. свыше 80% чугуна выплавлялось в СССР с применением природного газа и около 60% — с. использованием кислорода. Большой эффект для роста производительности доменных печей даёт повышение давления газов на колошнике и температуры дутья до 1200 °С.

  В сталеплавильном производстве, как и в доменном, важное средство интенсификации технологического процесса — использование кислорода и природного газа. Первые опыты применения обогащенного кислородом дутья в мартеновской печи были проведены ещё до войны на московском заводе «Серп и молот» и горьковском заводе «Красное Сормово». С 1948 эти исследования в более широких масштабах осуществлялись на заводах «Серп и молот», «Запорожсталь», «Азовсталь» и др. Дальнейшие эксперименты, выполненные ЦННИчерметом совместно с заводом «Запорожсталь», показали, что при обогащении дутья мартеновской печи кислородом примерно до 30% и продувке кислородом в период кипения производительность печи может быть повышена на 40—50% с одновременным снижением удельного расхода топлива на 30—40%. К концу 70-х гг. до 80% мартеновской стали будет выплавлено с обогащением дутья кислородом. При использовании в качестве топлива высококалорийного природного газа упрощается конструкция мартеновской печи, облегчаются регулирование и автоматизация теплового процесса. В конце 60-х — начале 70-х гг. на ряде заводов, на базе мартеновских печей созданы высокопроизводительные двухванные печи. Начиная с середины 50-х гг., непрерывно расширяется производство стали в кислородных конвертерах. Н. -и. работы по использованию кислорода в конвертерных процессах в широких масштабах были осуществлены ещё в 40-х гг. под руководством И. П. Бардина. В 1956 на заводе им. Петровского был пущен первый в СССР кислородно-конвертерный цех. Применение конвертеров на кислородном дутье обеспечивает высокое качество выплавляемой стали и по сравнению с мартеновским производством экономит капиталовложения на 20—25%, повышает производительность труда на 25—30% и снижает себестоимость металла на 2—4%.

  Большие успехи были достигнуты в электросталеплавильном производстве. Создание в СССР авиационной, автомобильной и других новых отраслей промышленности обусловило высокие темпы развития электрометаллургии. Уже в 1935 СССР по выплавке электростали вышел на 1-е место в Европе. В начале 70-х гг. в СССР работали сотни дуговых печей, в том числе 13 ёмкостью 100 и 200 т. Важное направление научно-технического прогресса — увеличение удельной мощности электропечей, в связи с чем заметно повысилась мощность печных трансформаторов. Разработано много научных и технических усовершенствований, обеспечивающих интенсификацию электрометаллургического производства и повышение качества выплавляемого металла: электромагнитное перемешивание металла в ванне печи, автоматическое регулирование положения электродов, совмещение процессов расплавления шихты и окисления примесей, применение кислорода для ускорения процесса плавки и частичного обезуглероживания металла, обработка стали в ковше синтетическими шлаками, аргонокислородная продувка металла в ковше и др.

  Большое внимание уделяется проблеме рафинирования расплавленной стали после выпуска её из печи. Ещё в 1940—41 под руководством А. М. Самарина были разработаны принципы дегазации металла в ковше под вакуумом. В дальнейшем внепечная вакуумная обработка расплавленных металлов прочно вошла в практику металлургических и  машиностроительных заводов, позволяя в 2—3 раза уменьшить содержание водорода, кислорода, азота и неметаллических включений в слитках, идущих для производства изделий ответственного назначения.

  Развитие науки и техники позволило в 60-х гг. использовать в электрометаллургии новые процессы — плавку стали и сплавов в высокочастотных индукционных печах, дуговую и индукционную плавку в условиях вакуума, электрошлаковый переплав (разработанный в СССР учёными Института электросварки им. Е. О. Патона), а также комбинированные процессы. Разработаны и внедрены в промышленность прогрессивные способы получения высококачественных сталей и специальных сплавов — переплав в электроннолучевых и плазменнодуговых печах. Металл, полученный этими способами, характеризуется высокой однородностью, низким содержанием серы и неметаллических включений, что повышает срок службы и степень надёжности изготовленных из него изделий.