兰州铝业有限公司，其前身为兰州铝厂，始建于1958年。作为国家在"二五"期间在大西北建设的首家电解铝厂，具有深远的历史意义。1958年7月15日，兰州铝厂筹建处确定了厂址，选址于兰州市西固区桃园乡，该位置西临石岗火车站及水厂取水口，南临西固环城铁路，北靠黄河，地理环境优越。
1958年8月4日，兰州铝厂的基本建设施工正式开始，由兰州工程局承担全部建设任务。该厂建筑面积达到64855平方米，包含51个主要工程项目，厂房均为混合结构，并由大铝厂和小铝厂组成。大铝厂设计为中型铝厂，由沈阳铝镁设计院设计，原计划装有60KA钢结构电解槽168台，设计规模年产铝锭2万5千吨。小铝厂则模仿北京小铝厂建设，两座厂房装有6000A砖砌圆型小电解槽88台，设计年产铝锭1000吨。
在1960年12月17日11时，南北厂房的电解槽全部因为电力供应不足而停产。到了28日，由于兰州地区的煤炭供应紧张，兰州铝厂的用电负荷被限制在500KW，小铝厂也被迫全部停槽。在13时55分，小铝厂正在生产的45台电解槽全部停槽。随后，大铝厂和小铝厂都相继停槽，导致兰州铝厂全面停产。兰州铝厂自1959年3月28日投产，至1960年12月28日全面停产，生产运行共21个月，总生产能力为2万5千吨。
在1964年8月，兰州铝厂的全部固定资产和人员一并移交给化工部兰州化学工业公司管理。
到了1965年11月，国家计委、经贸委、建设委员会联合发布文件，同意兰州铝厂重新复产。在1966年1月11日，中国铝业公司发布文件：兰州铝厂恢复生产，代号为307厂。
1966年12月8日，307厂的第一电解厂房已建成，其中的54台电解槽已开始通电焙烧。到了28日，307厂成功生产出第一块合格的铝锭。
1971年1月8日，省革委会以甘革重〔1971〕第001号文的形式批准了307厂对外使用“甘肃冶炼厂”的名称。
到了1972年7月26日，307厂的代号被取消，并恢复了兰州铝厂的名称。
1976年8月3日，兰州铝厂*党**委会议决定：从原家属服务队中成立兰州铝厂综合厂，这是一个车间级别的单位。同时，废品库从此时起划归综合厂，综合厂的职工也开始实行公费医疗制度。此外，兰州铝厂还成立了中学，同时办理高中和初中，并附设了兰州铝厂子弟小学。
1979年5月24日，兰州铝厂成立了金属学会兰州铝厂分会。
1981年5月12日，国务院决定成立国家有色金属工业管理总局，直属国务院并由冶金部代管。同年10月20日，国家有色金属工业管理总局与冶金部分开，兰州铝厂成为国家有色金属工业管理总局的直属企业。
1983年4月4日，中国有色金属工业总公司正式成立，兰州铝厂成为其直属企业。
在1985年，三车间进行了扩建，增加了32台电解槽，总投资为1377万元。此次扩建使得铝锭的产量增加了4500吨。
到了1986年2月19日，兰州市教育局以兰教职〔87〕019号文的形式批复同意兰州铝厂中学附设职业高中班，并开设机电专业，学制为三年。原隶属关系不变，这一计划从1986年起被纳入兰州市职业高中招生计划。
1987年11月24日，兰州铝厂在兰州市红古区平安乡河湾村建设炭素厂，设计年产能3万吨，并于1989年12月底通过竣工验收，之后正式投入生产。
1989年12月7日，兰州铝厂的“兰铝牌”电工铝荣获1988年甘肃省优质产品称号，同时，“兰铝牌”一级以上重熔用铝锭荣获国家银质奖。
1992年3月1日，兰州铝厂开始实行内部全员劳动合同制。
1993年，在兰州市红古区平安乡河湾村新建了60KA电解生产线，设计年产铝锭3万吨。
1997年，以承担债务的方式兼并了西北铝加工厂，实现了冶炼加工一体化（至2007年5月24日西北铝从兰州铝业分离）。
1999年4月，经国家经贸委国经贸企改〖1999〗251号文批准，兰州铝厂作为主要发起人，联合兰州经济信息咨询公司、兰州永达工贸有限公司、兰州铝加工厂、兰州兴铝商贸部等四家企业共同发起成立了兰州铝业股份有限公司，至此，兰州铝厂顺利实现了由工厂制向公司制的转变。
2000年8月18日，在兰州市红古区平安乡河湾村投资13.5亿元建设200KA大型预焙铝电解技改项目，该项目于2001年10月建设完成并顺利投产，主要包括动力供电系统、炭素系统和铸轧系统。
2004年，进行了资产重组，并加入了中国铝业公司。经过不断的努力，于2005年1月19日，中国铝业股份有限公司以现金出资的方式收购了兰州铝厂，成为兰州铝业的第一大股东，兰州铝业股份有限公司正式成为中国铝业股份有限公司的控股子公司。
2007年4月，通过实施股权分置改革、换股吸收合并，成立了中国铝业股份有限公司兰州分公司。2019年1月，根据中铝总部深化管理改革的统一部署，完成了“分转子”改制，中国铝业兰州分公司注销，兰州铝业有限公司成为中国铝业股份有限公司的全资子公司。
到了2021年底，中铝在甘企业进行了管理整合，连城分公司由兰州铝业有限公司托管。
