Apogeum rozwoju Odprężenie w stosunkach międzynarodowych po śmierci Józefa Stalina w połowie lat 50. XX w. postawiło funkcjonowanie fabryki pod znakiem zapytania. Aby utrzymać miejsca pracy, podjęto decyzję o rozszerzeniu asortymentu produkcji o półprodukty chemiczne, barwniki oraz tworzywa sztuczne. W 1956 funkcjonowały wydziały: barwników, syntezy tworzyw sztucznych, półproduktów organicznych, doświadczalny oraz specjalny (produkcja materiałów wybuchowych). W wyniku adaptacji oraz przeróbek przez pracowników aparatury chemicznej uruchomiono w Bydgoszczy nową produkcję: aniliny, nitrobenzenu, dinitrobenzenu, metanitroaniliny, siarczanu hydrazyny, barwników helionowych, kwasowych i tłuszczowych, pigmentów i laków, benzenosulfochlorku, polwinitu i folii z PCW, mocznika kwasu I oraz syntetycznego fenolu. Do produkcji wykorzystywano solankę transportowaną z kopalni pod Inowrocławiem. W 1967 roku Zachem zatrudniał ponad 5 tys. pracowników, a wartość produkcji wynosiła 1,7 mld zł.