Химическая отрасль также продолжает оставаться важнейшей основой бельгийской промышленности (по стоимости продукции она занимает 2-е место после машиностроения). Как и другие отрасли тяжелой индустрии, ее рост стимулировался наличием угля, который использовался как в энергетике, так и в производстве такого сырья, как бензол и смола.

До начала 1950-х годов Бельгия производила главным образом основные виды химической продукции – серную кислоту, аммиак, азотные удобрения и каустическую соду. Большинство заводов размещаются в промышленных районах Антверпена и Льежа. До Второй мировой войны переработка сырой нефти и нефтехимическая промышленность были весьма слабо развиты. Однако после 1951 г. в порту Антверпена были построены нефтехранилища, а «Петрофина», главный бельгийский дистрибьютор нефтепродуктов, а также иностранные нефтяные компании инвестировали большие средства в постройку нефтеперерабатывающего комплекса в Антверпене. В нефтехимической промышленности значительное место заняло производство пластмасс.

Быстрое развитие в химической промышленности Бельгии получило производство различных кислот, а также минеральных удобрений. Бельгия продолжает оставаться крупнейшим европейским производителем и экспортёром продукции неорганической химии (около 1/3).

Вместе с тем традиционный лидер в этой отрасли концерн Solvay уже осуществил частичное смещение своего производства в сферу органической химии. Совместно с другим ведущим национальным концерном USB он постепенно превращается в крупнейшего продуцента современной фармацевтической продукции. Вместе с тем подавляющее большинство новых производств органической химии сформировалось в партнёрстве с иностранными концернами (ВР, Dow Chemicals, Union Carbide, BASF и др.), которые обосновались в районе антверпенского порта. Из 20 ведущих химических корпораций мира 10 представлены своими подразделениями в этом районе (он считается крупнейшим европейским центром химического производства).

Промышленному развитию Бельгии способствовало наличие инвестиционных фондов. Они накапливались на протяжении многих десятилетий благодаря продолжительному процветанию промышленности и международной торговли. Шесть банков и трестов контролируют в настоящее время бoльшую часть бельгийской промышленности. «Сосьете женераль де Бельжик» имеет прямой или косвенный контроль примерно над 1/3 предприятий, особенно через свои банки, холдинговые компании по производству стали, цветных металлов и электроэнергии. Группа «Сольвей» управляет деятельностью большинства химических заводов; «Бруфина-Конфининдус» владеет концернами, добывающими уголь, производящими электроэнергию и сталь; «Эмпен» владеет заводами, выпускающими электрооборудование; группа «Копе» имеет свои интересы в сталелитейной и угольной промышленности; а «Банк Брюссель Ламбер» владеет нефтяными компаниями и их филиалами.