A gestação da Paranapanema começa em 1956, quando o executivo Aloysio Ramalho Foz compra uma fazenda na cidade de Paranapanema, 260 km a oeste de São Paulo, vizinha à propriedade do pai de José Carlos de Araújo, João Domingues, fazendeiro e comerciante da região

Em 15 de maio de 1961, os empresários Octávio Cavalcante Lacombe, José Carlos de Araújo e Aloysio Ramalho Foz fundam a Paranapanema. A operação é voltada para a área de construção civil pesada, com operações concentradas em construção civil pesada e, quatro anos depois, em 1965, passou a diversificar suas atividades com o ingresso na área de mineração, adquirindo a Minebra (Minérios Brasileiros, Mineração e Industrialização Ltda.).

Em 1969, a Paranapanema descobre a existência de minério de estanho na Região Amazônica e compra as áreas de garimpo de cassiterita de Igarapé Preto e São Francisco de Plínio Sebastião Xavier Benfica. Dessa forma, Igarapé Preto se torna o primeiro empreendimento da companhia no estanho. Mais tarde, adquire a área de Massangana, em Rondônia.

Uma das obras mais famosas dos anos 70, a Rodovia Transamazônica, teve participação da Paranapanema em 1971.

O incremento de sua atuação na mineração acentuou-se após a abertura de capital e listagem na Bovespa (atual BMF Bovespa), em 1971, com investimentos em pesquisa e desenvolvimento de novas técnicas, com a constituição das empresas Taboca (extração de cassiterita) e Mamoré (metalurgia do estanho e suas ligas).

Em 1974, o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) adquire a Paranapanema, visando investir em pesquisas no setor de mineração.

Em 1977, a Companhia é registrada na CVM (Comissão de Valores Mobiliários).

Na década de 1980, a empresa teve a maior valorização de sua história, iniciando uma trajetória em Bolsa de Valores que a colocou no rol dos fenômenos do mercado de capitais no Brasil.

Em 1982, a Mineração Taboca inicia a implantação e mineração na mina de 300 km de distância de Manaus (AM), então chamada de Pitinga, gerando recursos que a transformam em um projeto auto sustentável. 

No ano seguinte, a empresa fecha uma sociedade com, o então iniciante na área de mineração, Eike Batista, na exploração de ouro. É a primeira mina do empresário. Ainda em 1983, a Companhia ganha dois projetos importantes na sua área de construção civil: a fábrica de alumínio da Albrás, companhia controlada pela Vale do Rio Doce, em Barcarena, Pará, e as obras civis da mina do Projeto Ferro Carajás, também para a Vale. Em 1994, foi constituída a Companhia Brasileira de Fertilizantes S. A. (Cibrafértil).

Em 1995, a companhia passou a ser controlada por um grupo de fundos de pensão liderados pela Caixa de Previdência dos Funcionários do Banco do Brasil (Previ). O movimento abriu caminho para as aquisições das empresas Caraíba Metais e Eluma, ambas no segmento do cobre.

Marco inicial da Paranapanema, a divisão de construção civil foi encerrada em 1996, junto com as atividades de corretagem de seguros, coleta de lixo e produção de petróleo (ATP Petróleo S.A.). No mesmo ano, um conjunto de fundos de pensão adquire o controle acionário da Mineração Taboca, Mamoré Mineração e Metalurgia, adotando o nome Paranapanema para chamar o novo conglomerado de empresas voltadas para a produção de metais não ferrosos.

A mudança fez com que a marca passasse a exercer o papel de holding, sem atividade operacional dedicada, concentrando os investimentos no segmento de metais não ferrosos. Com isso, a empresa passou a contar com os segmentos de estanho (Mineração Taboca S. A. e Mamoré Mineração e Metalurgia Ltda.), cobre (Caraíba Metais S. A.), zinco (Companhia Paraibuna de Metais) e produtos de cobre (Eluma S. A. Indústria e Comércio).

Com o passar dos anos, a Paranapanema especializou-se nos setores que mais traziam retorno e, dessa forma, os segmentos de zinco e estanho foram vendidos, deixando de fazer parte do portfólio da Paranapanema em 2002 e 2008, respectivamente.

Em 3 de dezembro de 2007, a empresa adere ao Nível 1 de Governança Corporativa da Bovespa e ingressa no Índice de Ações com Governança Corporativa Diferenciada (IGC).

Em 2009, um intenso processo de reestruturação societária, finalizado em 2010, incorporou as atividades da Eluma e da Caraíba à empresa, que deixou de atuar como holding. Ainda em 2009, houve a mudança da sede social da Paranapanema de Santo André (SP) para Dias D'Ávila (BA).

No ano seguinte, a empresa passa a ser listada como Companhia no Novo Mercado, migrando direto do Nível 1 para o mais alto nível de Governança Corporativa da Bolsa.

Em 30 de setembro de 2012, a Cibrafértil é vendida e a Paranapanema foca suas atividades na fundição e refino de cobre primário e semimanufaturados de cobre e suas ligas (latão e bronze).

Ao longo de 2017, um processo de reestruturação procurou readequar a estrutura de capital e o nível de endividamento financeiro da Paranapanema. O objetivo foi assegurar as condições para a plena realização do plano de negócios e da estratégia de crescimento da Companhia nos próximos anos.

O processo envolveu uma série de iniciativas, negociadas junto aos credores representantes de cerca de 84% das dívidas financeiras da Paranapanema. Destacam-se, dentre elas, a prorrogação de prazos, a redução de taxas, a obtenção de carências de pagamentos e a conversão parcial de créditos em capital da Companhia.

Fortalecida, a Paranapanema finalizou o processo em setembro de 2017. Obteve uma redução de 28% e um alongamento de 94% da dívida financeira, que passou a ter prazo médio de 4,5 anos. Uma capitalização de R$ 712 milhões, por meio de ofertas públicas restritas de ações e de debêntures (mandatoriamente conversíveis em ações), ampliou o fôlego da Companhia