Ngày 11/4/1996, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 207/TTg về phê duyệt Quy hoạch chung Khu Công nghiệp (KCN) Dung Quất. Theo đó, KCN Dung Quất với diện tích 14.000 ha (trong đó Quảng Ngãi 10.300 ha, Quảng Ngãi 3.700 ha) được xác định là KCN lọc hoá dầu đầu tiên của Việt Nam, là khu tập trung các ngành công nghiệp qui mô lớn, gắn với cảng biển nước sâu Dung Quất, sân bay quốc tế Chu Lai, là trung tâm kinh tế của tỉnh Quảng Ngãi trong Vùng Kinh tế trọng điểm miền Trung và giữ vai trò quan trọng về quốc phòng.
Chủ trương xây dựng KKT Dung Quất đã được Bộ Chính trị thông qua Thông báo số 155-TB/TW ngày 09/9/2004 về việc thống nhất chủ trương chuyển KCN Dung Quất thành KKT Dung Quất. Đến ngày 11/3/2005, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 50/2005/QĐ-TTg thành lập KKT Dung Quất trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi.
Sau hơn 22 năm đi vào hoạt động và phát triển (trong đó, hơn 14 năm hoạt động với mô hình KKT ven biển), với không ít những khó khăn, thách thức trong điều kiện vừa thử nghiệm vừa tìm hướng đi; đến nay, KKT Dung Quất đã đạt được nhiều kết quả và thành tựu quan trọng, là hạt nhân tăng trưởng kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Ngãi nói riêng và vùng kinh tế trọng điểm miền Trung nói chung.
KKT Dung Quất hiện có tổng diện tích hơn 45.332ha của 27 xã, thị trấn vùng Đông, thuộc 03 huyện gồm Bình Sơn, Sơn Tịnh, và huyện đảo Lý Sơn.
Từ khi thành lập đến nay, từ nguồn vốn ngân sách nhà nước cấp hơn 4.794 tỷ đồng và các nguồn vốn khác, Ban Quản lý đã đầu tư nhiều công trình hạ tầng quan trọng cơ bản đáp ứng yêu cầu thu hút đầu tư phát triển KKT Dung Quất.
Cùng với việc xây dựng cơ sở hạ tầng, công tác xúc tiến đầu tư luôn được coi trọng, nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước đã đến KKT Dung Quất nghiên cứu, tìm hiểu cơ hội đầu tư. Đến cuối năm 2018, KKT Dung Quất đã cấp giấy chứng nhận đầu tư cho 203 dự án, tổng vốn đăng ký khoảng 11,693 tỷ USD, vốn thực hiện khoảng hơn 6,7 tỷ USD, diện tích đất đã cấp triển khai thực hiện dự án khoảng 3.700 ha. Một số dự án quy mô lớn đã đầu tư như
Nhà máy lọc dầu, Nhà máy đóng tàu, Nhà máy công nghiệp nặng Doosan, KCN - Đô thị - Dịch vụ VSIP Quảng Ngãi, Khu liên hợp sản xuất gang thép Hòa Phát Dung Quất… Giá trị sản xuất công nghiệp và dịch vụ không ngừng tăng cao và phát triển đều qua các năm, nếu giai đoạn 2006- 2010 đạt trung
bình 14.432 tỷ đồng/năm thì giai đoạn 2011-2016 đạt 109.900 tỷ đồng đạt trung bình, năm 2017 đạt 71.340 tỷ đồng, chiếm hơn 70% giá trị sản xuất công nghiệp toàn tỉnh.
Năm 2018, KKT Dung Quất đã đóng góp 12.200/15.025 tỷ đồng, chiếm hơn 80% nguồn thu ngân sách Quảng Ngãi, lao động địa phương chiếm chủ yếu trong số 24.374 lao động được giải quyết việc làm. Dự báo trong những năm đến, giá trị sản xuất công nghiệp của KKT Dung Quất đạt hơn 150.000 tỷ đồng, giá trị xuất khẩu khoảng 600 triệu USD, thu ngân sách khoảng 31.500 tỷ đồng, giải quyết việc làm khoảng 35.000 lao động.