Химическая промышленность, включая нефтехимию и производство синтетических волокон, дает ок. 1/7 общего объема продукции обрабатывающей промышленности. Эта отрасль значительно увеличила объем производства после открытия в Италии в конце 1940-х годов месторождений природного газа и нефти. К началу 1970-х годов Италия была одним из самых крупных производителей синтетических волокон и серной кислоты. Среди других важных видов химической продукции – искусственный аммиак, красители, фармацевтические препараты, фотоматериалы, пластмассы, синтетический каучук, удобрения и нефтехимические продукты. Они производятся в Генуе, Венеции, Милане, Равенне, Бриндизи, Феррандине и Джеле.