Selv om disse industriene var store og betydde mye for lokalsamfunnene var Norges desistert største industrietablering på 1900-tallet allikevel Norsk Hydro. Selskapet ble stiftet 2. desember 1905 av Samuel Eyde (1866-1940) og fysiskprofessor Kristian Birkeland (1867-1917). Den svenske Wallenberg-familien var med på å finansiere det nye selskapet sammen med franske banker. Birkeland hadde med finansiering fra Eyde utviklet en prosess for utvinnelse av nitrogen fra luft for å lage kalksalpeter til bruk som gjødsel. Prosessen ble kjent som Birkeland-Eyde-prosessen, og for å skaffe energi ble først Svelgfoss kraftverk ved Notodden bygget ut og en fabrikk etablert like ved. Noe senere ble Rjukanfossen utbygget med Vemork kraftstasjon. Lenger ned i dalen ble tettstedet Rjukan etablert med fabrikker og bebyggelse. Kraftverket hadde en installert ytelse på 200 000 hk (eller 147 MW) og var blant verdens største i 1911. Det leverte likestrøm for lysbueovnene i fabrikken Rjukan. Senere i 1916 ble Såheim kraftverk i Rjukan sentrum satt i drift. Dette var omtrent like stort som Vemork kraftstasjon. Etter hvert var ikke Hydros lysbueteknologi lenger konkurransedyktig. Dette gjorde at Hydro i 1927 valgte å inngå et kompaniskap med det tyske selskapet IG Farben for å få tilgang til Haber-Bosch-prosessen, som var mer effektiv. Til gjengjeld ble IG Farben minoritetseier i Hydro frem til 1945. Sam Eyde tok også initiativ til stifting av Elkem i 1904, under navnet Det Norske Aktieselskap for Elektrokemisk Industri.