Si les minerais de fer furent réduits facilement sous forme d’une éponge de fer mélangée à une scorie vitreuse contenant une partie du minerai oxydé initial non réduit et des silicates, ce n’est qu’au XIVe siècle que l’on sut produire des températures assez élevées pour fondre l’éponge sous forme de fonte contenant environ 4 p. 100 de carbone. Ce produit fondu était fragile en raison de sa forte teneur en carbone. Le problème de la conversion de la fonte en un produit ductile fut résolu par le procédé du "  puddlage ", inventé par Henry Cort en 1784. Il fallut cependant attendre la découverte du convertisseur par Henry Bessemer, industriel anglais , en 1856, pour que s’amorce la révolution industrielle par la production de grands tonnages d’aciers transformables en produits demi-finis. La découverte de Bessemer a pour origine sa tentative d’améliorer le procédé de puddlage en soufflant de l’air réchauffé au préalable à travers une charge de fonte liquide. Bessemer observa alors deux choses essentielles :
- la première est l’élimination par l’air du carbone et du silicium de la fonte ;
- la seconde est le fait que la chaleur dégagée par l'oxydation des impuretés de la fonte est suffisante pour élever la température de la charge métallique dans le domaine de températures supérieures à celle de la fusion du fer pur (de 1 600 à 1 650 °C). Ainsi la production de fontes de première fusion en Grande-Bretagne est passée de 1 400 000 tonnes en 1840 à 3 890 000 en 1860, pour atteindre 7 750 000 tonnes en 1880. L’apparition du convertisseur Bessemer avait en effet permis d’abaisser très notablement le prix de l’acier. La découverte de Bessemer fut suivie de celle du four à sole Siemens-Martin et du procédé Thomas-Gilchrist, en 1878, pour les minerais phosphoreux.

Un autre pas décisif fut franchi en métallurgie extractive par la découverte presque simultanée, en 1886, de l’électrométallurgie de l’aluminium par Paul Louis Héroult en France et par Charles Martin Hall aux États-Unis. Beaucoup d’autres métaux furent ensuite préparés par électrométallurgie, tels le magnésium, le sodium et le calcium dont la purification ultime fut réalisée par sublimation ou par distillation sous vide (par G. Chaudron et J. Hérenguel en France), leur permettant ainsi de servir d’agents réducteurs pour les matériaux de haute pureté intéressant l’énergie nucléaire (uranium, zirconium) ou l’industrie aéronautique et spatiale (titane et niobium).