2004年，公司果断决定：“以股权换发展权”，实行资产重组，加入中国铝业公司。经过不懈努力，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持有的2890国有法人股，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。

2005年8月12日，经获得国家批复的电解铝技改工程和3×300MW自备电厂项目隆重开工建设。电解铝技改项目是国家第九批国债专项资金项目，计划投资18.86亿元，采用当前国际领先、国内一流的350KA大型预焙槽电解铝技术，并从国外引进部分关键技术和设备。经过一年八个月的奋战，于2007年5月15日陆续通电启动投产。自备电厂项目于2004年6月获国家发改委立项批复，2005年7月由国家发改委予以核准。计划总投资约43.91亿元，安装3×300MW国产燃煤空冷发电机组，同步安装烟气脱硫装置。2008年12月第一台机组建成试投产，2008年12月全面建成投产发电，年最大发电量65亿度，为电解铝生产提供电力。