1993年1月6日，在全院专题组长以上干部会上，姜廷文同志在充分调查研究，听取各方面意见的基础上，代表院党委第一次提出了院深化改革的发展方向和总体目标，即“坚持以经济建设为中心，以市场为导向，以科研为基础，以产业为主体，以科技成果的商品化、产业化、国际化为目标，坚持科技开发上水平，生产经营上规模，经济发展求效益，走高科技、大产业、多实体的道路，逐步把院建设成为以科技为先导的，集科工贸于一体的科技型企业集团。”这一基本框架的确定，使院步入了持续、快速、健康发展的轨道。
围绕院的发展方向和总体目标，院对内部管理体制和运行机制进行了一系列改革。改革的步子开始越来越大，由过去侧重于突破旧体制转向侧重于建立新体制，由单项改革转向综合配套改革。
1993年8月4日，院被列为浙江省省属科研单位综合改革试点单位。当年院的改革重点是进一步扩大研究室（所）科研生产经营自主权，增加研究室（所）的压力、动力和活力。接着对院部管理机构进行了改革和调整。第一步，把管理和服务分开，成立了院服务公司，对内实行有偿服务，对外积极创收，单独核算，自负盈亏；第二步，按照“精简、统一、效能”的原则，对管理部门再次进行调整，由原来的9个科室，调整为“五处一办”，实行定编、定岗、定责，强化了管理部门的职能。通过改革，管理部门在协助院领导组织、协调、控制、管理上发挥了重要作用。
1994年，党中央提出了“抓住机遇，深化改革，扩大开放，促进发展，保持稳定”的方针，如何建立适应社会主义市场经济的科技体制，如何进一步加快院深化改革的进程，这一课题又摆在了院领导的案前。在改革的重要关头，4月中旬，国家科委常务副主任朱丽兰在省科委主任马洵陪同下来院考察，对院的改革和发展提出了指导性的意见。8月25日至27日，院举办了为期三天的中层干部学习研讨班，大家深感以课题组为基础的技术经济承包责任制，在改革初期，为促进科技与经济的结合起到了重要作用，但随着社会主义市场经济体制的逐步建立，以课题组为基础的三级核算两级管理的体制已成为束缚生产力发展的障碍，不适应社会主义市场经济的需要，它不利于群体优势的发挥，不利于参与市场竞争。同时，大家还清醒地认识到，必须改变改革初期主要以有偿技术转让、技术服务、技术咨询来为经济建设服务的方式，作为一个综合性的技术开发类研究院所，必须走科技成果产业化的道路，来实现科技与经济的结合，应从资金投入、政策导向上向有利于科技成果产业化倾斜，上述二大课题，使大家对如何深化改革形成了一致意见。10月28日，省石化厅陈海青厅长带领厅处11位领导来院调研，共商发展大计。于是，拉开了被院称为是第二次创业的改革序幕。
这次改革的主旋律：是以改革为动力，以发展为目标，以效益为中心，调整结构，分流人才，以及实行两级管理，两级核算。在调整结构上，把原来的研究室分别更名为研究所、中心，更名后的研究所同时成立相应的实验厂或公司，实行所厂结合的管理体制。模拟二级法人，使从事科研的研究所既承担国家科研项目，又实施开发生产，享有更大的自主权，成为独立核算，自负盈亏、自我发展的经济实体。同时，落实上年出台的允许具有一定生产经营规模的课题组从研究室（所）分立出来，兴办技术经济实体，赋予模拟二级法人资格的改革措施。一些课题组以自己的高新技术产品为依托，相继成立了ODS替代品科工贸公司、浙氟隆公司等五、六家公司，成为一片被称为新的经济增长点的产业群体。在人才分流上，院根据“稳定一头，放开一片”的政策，在上年制订了评聘院内中、高级专业职称试行办法，科技成果在院内产业化奖励办法，设立了院后续项目专项经费，中青年科技基金和青年科技奖励基金的基础上，又设立了“科研岗位津贴”，对职务科技成果完成人的利益实行保护，及对主要贡献者在职称、待遇中给予倾斜等一系列激励政策。这些措施，使院建立了一套比较完善的激励机制，稳定和调动了科技人员承担国家项目和科技成果在院内产业化的积极性。同时，为鼓励人才流动，优化资源配置，推行课题组人员的组合实行双向选择，干部和科技人员实行择优聘任制。并制订了院内人才分流过程中资产处理、院内待业、停薪留职等暂行规定。通过结构调整，人才分流，各部门的专业方向趋向明确，有些科技人员经过流动后，精神面貌发生了很大的变化，使人才的自身价值得到了更好的发挥。在管理体制上，明确了院与研究所（工厂）两级财务管理的各自权力，两级核算的经济关系，并在计划、财务、物资、分配等方面制定了一系列配套办法，使内部管理体制和运行机制实现了制度化、规范化。新管理体制的实行，促进了生产力的解放和综合优势的发挥。94年人均创纯收入超过2万元的6个部门主要是两级管理两级核算到位的部门。其中实验一厂销售收入达到3658万元，人均创收达23.8万元。
1995年中、下旬，化工部成思危副部长，省人大常委会副主任王启东，副省长鲁松庭等先后来院考察，对院近几年改革中成功的经验表示赞赏，肯定了院改革的方向是对头的，成效是显著的，部、省领导的鼓励使院党政班子改革的步子越迈越大。
1996年，根据改革中出现的新情况、新问题又采取了三项改革措施。其一，是打破“小而散”的产业组织结构，按照资源优化配置的原则，通过充分酝酿，对化机厂和设计所及其华厦工程设备公司进行了机构重组，实现了优势互补和规模经营。其二，修订了对二级部门考核办法，改为以技术、经济、管理、精神文明、安全为主要内容的八项考核指标，以促进各二级部门的全面发展。其三，根据全省科技大会精神，着手制订院深化改革，改制转型的初步方案，开始触及深层次的改革问题。
纵观自1993年以来，全院广大干部和职工坚定不移地贯彻落实院确立的总体发展思路和目标，通过四年的深化改革，整个院发生了日新月异的变化。
——科研水平更上台阶。“以三个工程技术中心”的建立、建设为标志，院的科研总体水平进一步提高。1995年化工部ODS替代品工程技术中心挂牌仅一年，就成功开发了七个CFC替代品和一个哈龙替代品，其产品迅速出口欧美和中东地区。该中心还先后承担并完成了联合国环境署委托的5个项目和世界银行委托的6个项目。同年成立的浙江省氟化工工程技术研究中心，结合院已经和正在形成的技术优势，以高附加值的氟精细化学品和含氟材料的研究开发作为重点，成了我省氟化工产业发展和科研开发的基地。1996年国家南方农药中心浙江基地建设启动后，则把创制含氟新农药作为主要研究方向，在不长的时间里，合成新化合物167个。此外，四年来还承担了“八五”攻关项目、国家火炬计划项目和省部的重点科研课题共计200余项。一些达到或接近国际先进水平的项目都顺利通过鉴定和验收。充分显示了院较高的科技水平和雄厚的科技实力。
——科研成果令欣喜，四年来，院获国家、部、省科技进步奖共26项，如：偏氟乙烯共聚树脂及膜加工技术、WZ型无重力粒子混合器、聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）中试、热固化特种压敏胶、杀菌剂BIT、新杀虫剂丁硫克百威等成果都榜上有名，获奖等级之高为历年来少有。其它在CFC替代品和含氟新农药研究领域18项成果获得国家发明专利。这些突出的成就受到了政府的表彰。这几年，院连续三次荣获“化工部科技先进事业单位”称号，1996年又被省人民政府授予浙江省科技进步重大贡献奖。
——科技产业生机勃勃。实验一厂生产的1211、1301灭火剂、F227灭火剂、涂料等产品销售旺盛；实验二厂主导产品包封料、阻燃聚丙烯稳定发展；化机厂混合机的研究、开发、生产已向一体化、系列化、大型化方向发展；ODS替代品厂的高纯氟烃系列产品开始成为新的增长点，规模在不断扩大；太阳能电池EVA胶膜已全面产业化，国内市场占有率100%。至1996年底，院的科技产品销售已占全院总收入90%以上，其中销售收入300万元以上的品种有7个。在院内产业发展的同时，1995年起科技产业基地开始向院外延伸。由院控股的华森公司、富时特公司相继成立，形成了新的产业群体。院还实地考察萧山南洋开发区和下沙经济开发区，准备购置土地建设一流的产业化基地，为院组建现代化的科技先导型企业集团打下基础。
——经济收入快速增长。1996年，全院总收入突破亿元大关，实现纯收入2278.76万元，与“七五”期末的1990年相比翻了三番，总收入和纯收入年均递增幅度分别达到40.04%和43.53%。
——综合实力不断壮大。自1993年以来的4年里，院对固定资产投入5500多万元，投资总量超过前四十年的总和。新增大型仪器500余台（件），基本建设新建面积15000多平米方。科研开发楼、化机厂混合组装车间、实验二厂包封料车间、HCFC-123中试车间、氟涂料加工车间及总面积达5000平方米的三幢实验楼等一批基建项目先后竣工。改善了生产条件、更新了科研手段、设备仪器增加，促进了科研生产的发展，院的综合实力迅速提高。1995年，省科委组织有关部门采用多因素绩效评价法对全省130家省、市两级研究和开发类机构的综合实力进行评价，院得分名列第一。而国家科委也曾依照全国研究开发类机构的综合实力排出300强，院位居68位。
——职工生活明显改善。继1994年职工人均收入突破万元大关后，逐年以31%的幅度增加，至1996年全院职工人均收入达到1.97万，总体水平的提高幅度超过了院历史上任何一个时期。职工的生活福利也大幅提高，1996年有120户职工的住房条件得到了明显的改善。
——对外开放日趋活跃。据统计，自1993年至1996年，有40人次出国访问、出境培训、出席国际会议、出国参展，期间接待外宾来访共100多批200多人次。出访和来访的国家遍及欧美、日、东南亚。与美国杜邦、德国赫斯特、巴斯夫、日本大金、法国阿托、罗纳普朗克及俄罗斯、韩国、新加坡等国的大公司、大企业建立了友好合作关系，对外开放正向高层次、宽领域、纵深化发展。
——对外贸易成绩显著。自1994年院获得自营进出口权，对外贸易开始起步以来，院积极开拓国际市场，参与国际竞争，与欧美、中东、南美、东南亚、东北亚等地区的10多个国家和地区开展了产品贸易。经过努力，出口品种增加，出口规模进一步扩大，95年外销收入已占全院销售总收入的46.8%，作为唯一的地方科研院所受到外经贸部的表彰。1996年出口创汇总计593万美元，荣获国家科委、外经贸部联合评定的“全国科研院所自营进出口先进单位”和化工部授予的“对外开放先进单位”称号。
业绩虽然辉煌，征途仍然艰难。当1996年即将过去的时候，院党政领导都清醒地认识到：这几年改革所取得的成绩，靠的是邓小平建设有中国特色社会主义的正确路线，靠的是在上级部门大力支持下给研究院所的优惠政策，但随着社会主义市场经济的建立，凭借政策上的优惠取胜的机遇越来越小，竞争已逐渐进入到整体素质、运行质量这一层次的较量上。为迎接挑战，必须继续深化改革，只有锐意进取，才能最终成为赢家。于是，在《浙江省化工研究院“九五”发展计划纲要》中明确指出：“九五”期间，我院改革的重要任务是基本完成科技事业体制向科技企业体制的转换，最终组建成立现代化科技先导型企业集团。”这预示着一场更深层次的改革即将全面展开。