1998年6月，党中央、国务院批准中国科学院实施知识创新工程试点，中国科学院进入了千载难逢的发展时期。
1999年，生化工程国家重点实验室和多相反应开放实验室进入院知识创新工程试点。
1999年10月18日，所新领导班子正式上任，李静海任所长，刘会洲任党委书记兼副所长，苏志国任副所长，孙茂芬、胡聚敏、唐清相继任所长助理。这是一个跨世纪的充满生机和活力年轻有为的领导班子，所长、副所长3位年轻的博士都是国家杰出青年基金获得者。
2001年8月15日，院党组正式批准我所整体进入第二批知识创新工程试点。
2003年7月，领导班子换届，李静海继任所长、刘会洲继任党委书记兼副所长，谢鹏云任党委副书记兼副所长，陈运法任副所长，孙茂芬、胡聚敏（1-8月）、崔志民（10-12月）为所长助理。
2004年5月，李静海任中国科学院副院长，刘会洲接任所长、党委书记。10月，谢鹏云调出，杨建国调入过程工程所任党委书记兼副所长，刘会洲不再担任党委书记。2005年11月马光辉任副所长。
在这一时期，所领导班子带领全所员工，开拓创新、深化改革，确保了知识创新工程试点的成功，过程工程所各方面工作都取得了令人瞩目的成绩，研究所步入了50年历程中发展的关键时期。
6.1 凝炼科技目标，明确战略定位
战略研究是研究所永久性的任务，挑战与机遇并存的时期，只有明确发展战略，才能将国家重大需求与学科发展前沿相结合，才能抓住机遇，跨越发展。从2001年开始，我所每年召开一次全所战略研讨会，着眼可持续发展，制定并调整中长期规划，明确研究所在新时期的发展目标和历史使命，至今已成制度。
2000年4月1日，李静海所长在“所长任期目标责任书”中首次明确提出，“目前（化冶所）初步具备了以过程工程科学和技术为学科方向的条件”。在当年的全所工作总结中又明确提出，“顺应我所四十多年学科演变的历程，明确了化冶所的学科方向为过程工程，并初步规划了研究所的战略定位和学科布局。”
2001年4月7日，经中央编制委员会批准，本所正式更名为中国科学院过程工程研究所，标志着本所的学科方向由“化工冶金”发展为“过程工程”。2004年中科院知识创新工程试点国家评估专家组在本所的实地调研表明，“对学科方向做出了及时的重大战略调整”是过程工程研究所知识创新工程试点工作取得实效，呈现良好发展势头的主要原因之一。另外一点是“抓住了知识创新工程提供的建立现代化研究所的发展机遇”，大胆进行体制、机制创新，果断、稳步地采取一系列改革措施，使方向调整和战略研究成果迅速落实为吸引海内外优势人才的学科方向，以及在新方向上进一步发展、提高的支撑条件。
2002-2004年，在李静海所长的领导和推动下，本所开展了广泛深入的系列战略研究：
1、中国科学院和中国社会科学院联合对过程工业所涉及的各行业的历史、现状和发展趋势进行了调研和分析；
2、中科院化学部完成的《过程工程的科技发展趋势》调研报告；
3、中国科学院学部的咨询报告：“重视我国制造业的科技需求与共性科技问题——以过程工程为例”；
4、国家自然科学基金委员会政策局和化学部软课题：“化学工程优先发展方向”；
5、2003年启动的国家中长期科技发展规划第13专题组—“战略高技术”专题组对过程工业进行了专门研究，并联合“制造业发展科技问题研究”专题组、“能源、资源与海洋发展科技问题研究”专题组、“生态建设、环境保护与循环经济科技问题研究”专题组、“基础科学问题研究”等五个专题组，围绕循环经济、物质加工中的共性科技问题和具体生产技术等方面，针对过程工业的三个环节：工艺创新、过程放大与强化、系统集成与优化，在国家中长期科学技术发展规划领导小组办公室战略研究组的主持下，先后召开了两次跨专题的交流研讨会，对过程工业的绿色化和信息化进行了深入研讨，提交了《过程工业的绿色化与信息化建议书》。“过程工业的信息化和绿色化”列入国家中长期科技发展规划。
6、联合化工界著名学者完成《展望21世纪的化学工程》；
基于上述工作，通过2004年本所发展战略研讨会讨论，于同年5月形成《中国科学院过程工程研究所中长期科技发展规划草案》，明确提出了“过程工业的绿色化与信息化”发展战略。
2005年，在已有战略研究基础上，本所根据国家中长期规划，围绕知识创新工程试点工作二期自评和制定知识创新工程三期实施方案，结合院科技创新基地建设规划，从所情出发，由科研处牵头，成立了能源、环境、生物、材料等8个战略研究小组，形成了62份发展战略建议书，进一步深化了战略研究，经深入研讨，最终形成本所《中长期科技发展战略规划（2005－2020）》，明确阐述了本所的战略定位、战略目标、战略思路与科研布局，于同年9月上报中科院。
其中，战略定位：发展过程工程科学，支持过程工业需求，发挥骨干与引领作用。以时空多尺度结构为核心，加强过程强化与系统集成研究，突破过程工程中共性科学问题；从工艺创新、过程量化、工程示范三方面开展工作，创建高效清洁的物质转化工艺、流程和设备，解决实验室成果产业化过程中的关键问题；与工程和产业部门合作，输出集成技术，推动过程工业的跨越式发展。
创新三期的总目标是：面向国家过程工业战略需求，面向世界过程工程科技前沿，提高过程工程科学领域的原始科学创新、关键技术创新和系统集成能力，选择对国民经济有重大影响领域的过程工业为切入点，取得若干带动全局的重大科技创新成果，形成过程工业绿色化和信息化示范工程，推动过程工业跨越式发展，把本所建成国内外过程工程科学理论与技术创新的重要基地。具体设立了7项重大科技创新目标。
战略思路与科研布局为：以时空多尺度结构为核心，突破共性科学问题，针对生命和非生命的物质转化过程，在工艺创新、过程量化和工程示范方面，在共性问题和方法学、工艺过程调控、工程应用、数据信息和实验平台这四个层次上开展研究，实现突破。总体上形成“一个核心，四个层次”的布局。
2005年10月，路甬祥院长带队来所进行现场评估，对我所工作给予充分肯定，对过程工程科学与技术发展高度重视。
2006年4月，院党组会议和院长办公会讨论并确定我所的综合评估结果，审议并原则通过了我所的创新三期工作方案，我所综合质量评估结果为“良”。综合意见为：“你所创新二期以来，紧紧把握国家需求和过程工程的科学前沿，加强过程强化与系统集成，创建高效洁净的物质转化工艺、流程和设备，解决过程工艺放大的共性关键问题。在战略金属清洁冶炼、生物工程技术等方面做出了突出贡献。全面完成创新二期各项目标。发展战略思路清晰，学风严谨，国际合作富有成效，研究生培养质量高，在创新文化、人才队伍和园区建设等方面取得了显著成效。”“创新三期方案思路清楚，目标明确，措施可行。
6.2 深化体制改革，调整科研组织结构
运行体制、管理机制是制约研究所发展的重要因素，围绕知识创新工程试点工作，过程工程所在这方面深化改革、大胆探索、不断创新，使研究所更好更快地发展。
以优化和完善科研布局为目标，不断调整和加强组织结构。根据本所中长期发展规划、发展战略以及科研项目进展情况，不断进行组织结构调整，进一步完善以三个重点实验室为基础的科研布局。经过几年的努力，实验室及装备平台建设取得突出成绩。2005年，生化工程国家重点实验室在国家评估中一次通过被评为良好。中科院多相复杂系统重点实验室在2004年国家评估中取得良好成绩的基础上，经过不懈努力，于2006年升级为国家重点实验室。2008年3月中科院绿色过程与工程重点实验室获批成立，并适时启动了申报中国科学院“难冶有色金属清洁生产国家工程实验室”的工作，正在向前推进。2007年12月为推动科研成果的产业化，组建了技术研发中心，并建立了东方绿色过程工程技术公司。确定了三个重点实验室产生核心技术，通过过程工程发展中心实现产业化的合理架构。
在管理体制方面，坚持精简机构、明晰职能、公开招聘、竞争上岗的原则，进行了较大力度的改革。将原来管理部门的八大处精简为：综合办公室、科研计划信息处、科技开发财务处、人事教育处、资产基建处。一批学历高、干劲足的年轻人走上部门领导岗位。精简后的职能部门，减少了中间环节，提高了办事效率。
6.3 凝聚培养优秀人才，增强科研创新活力
科技创新，人才为本。人才队伍是一个所发展的关键，根据研究所中长期发展战略的要求，深入研究、统筹考虑，制定了我所人才队伍建设战略规划，并且在实际工作中逐一落实，收到良好效果。在这一时期人才队伍建设取得了重大进展，基本完成了代际转移，形成了一支具有创新活力、能够适应新时期要求的人才团队。
1999年10月，李静海当选为中国科学院院士。
1999年11月，张懿当选为中国工程院院士。
2005年11月，李洪钟当选为中国科学院院士。
1994年，中国科学院开始实施“百人计划”，到2007年，我所已有“百人计划”入选者13位（苏志国、林伟刚、袁章福、张锁江、马光辉、朱庆山、刘春朝、齐涛、张伟刚、王丹、万印华、许光文、李志宝）。
1995年，国家自然科学基金委员会推出“国家杰出青年基金”人才计划，李静海、刘会洲、苏志国、马光辉、郭占成、张锁江、王平等7人先后获此殊荣。
过程工程所是国务院首批批准的博士、硕士学位授予单位和博士后流动站进站单位。2000年被批准为“化学工程与技术”一级学科博士学位授予单位，2006年4月中科院研究生院通过了我所“环境工程”二级学科博士学位和材料学二级学科硕士学位点。
研究生教育工作的重点已转移到稳定规模、提高质量上来，充分发挥研究生在科技创新和研究所建设中的生力军作用。在学研究生人数已增加至370人左右，大体稳定在此规模。现有博士生217人、硕士生151人。现在每年招收研究生控制在100名左右（其中博士占一半左右）。1999年以来，我所研究生招生工作的数量和质量均有所提高。重点院校报考人数有所增加，生源质量有所提高，2006年21名推免生基本是重点院校的前3名。2004年中科院首届优秀博士生学位论文评选我所已有博士生入选，2004、2005年全国百篇优秀博士学位论文评选我所2次获提名奖，参加院组织的研究生创业大赛多次获一等奖。
2001年，围绕过程工程的共性关键问题，集中全所骨干研究力量，组建了青年创新群体，并于2002年得到国家基金委支持，成为目前为止我国化学工程领域唯一获得国家支持的创新群体。
2003年，组建了以“过程工程复杂系统的多尺度研究”为主要方向的研究团队。该团队由所内5位杰出青年基金获得者为主要带头人，并吸纳了来自美国、英国、澳大利亚等10余名国际知名华人学者参加。创新团队的形成大大增强了本所的研究实力，扩大了在过程工程领域的国际影响，2007年10月顺利结题，获得专家组高度评价，认为“该团队是一支优秀的创新团队，与会专家一致同意该创新团队结题并建议中科院给予进一步的后续支持”。
6.4 充分利用学科优势和科研积累，勇于承担国家重大任务
经过几代人的艰苦奋斗和逐步调整，尤其是知识创新工程的实施，我所在人才培养、学科方向、应用领域和实验室建设等方面具备了较强的优势，面对知识经济的蓬勃发展和可持续发展的紧迫需求，我所作为中科院唯一以过程工程为学科方向的研究所，适逢难得的发展机遇。
50年来，过程工程所积累了一大批科研成果，这是我所一笔宝贵的财富。1996年以前中科院获国家三大奖排名中我所排第17位；专利数目排名前10位；SCI论文排序在全国科研院所中排前30位；EI收录在同类机构中排前15位。
近几年我所承担院和国家重大、重点科研项目持续增长，仅以2003.6—2007.6为例，此期间我所承担院和国家重大、重点科研项目达到142项，加上国家基金委面上项目50项，共达192项，充分显示了我所发挥学科优势，勇于承担国家重大科研任务的能力。
6.5 科技创新，成果丰硕
●过程量化研究进展突出，引领学科前沿方向具备“过程量化”的能力是实现过程工业发展的核心基础。由李静海院士率领创新团队从事的“物质转化过程中的时空多尺度结构及其效应”研究课题，是引领过程工程学科发展的重大关键科技问题。本所针对气固两相系统的时空多尺度结构和非线性非平衡特征，形成了独具特色的气固系统能量最小多尺度方法，在理论、计算与实验平台及工业应用上均获得突破，形成理论体系，处于国际领先地位。本所形成的多尺度方法研究复杂系统稳定性的思路及突破，成为本领域的国际热点而备受关注。国际知名期刊Chemical Engineering Science曾两度邀请过程工程所基于本项目前沿研究主编专刊并已先后出版。
●工艺创新水平显著提高，形成提升过程工业的能力改变高耗低效粗放型经济增长模式，探索提高物质转化过程的工艺创新水平是我国当前紧迫的战略需求，其核心工作体现在三个方面：建立清洁生产工艺技术，提高物质转化的过程效率，发展关键控制技术。我所在上述三个方面均取得显著进展，已形成核心技术并具备提升过程工业所需的工艺创新能力。
△铬盐清洁生产工艺集成技术及产业化采用绿色化学/清洁工艺新原理、新技术，开创了资源高效—洁净—循环利用的铬化工清洁工艺集成技术，解决了铬渣污染的全球性环保难题。由张懿院士主持的“铬化工清洁生产工艺集成技术”万吨级产业化示范工程在河南义马建成，试车成功，并于2004年10月通过国家级循环经济试点评审。本项目取得了具有自主知识产权的重大原始性创新成果，申请中国专利16项，国际专利1项，被誉为“铬盐行业革命”，受到国际同行界关注。2007年7月，1万吨/年示范工程项目通过中科院验收。△基于界面现象的分离过程化工分离是过程工程的核心技术之一，其中微乳相萃取技术是近20年来国际上取得迅速发展的化工分离新技术，在化工、生物、医药、环境等领域有着广泛的应用前景。我所刘会洲首席研究员率领的团队对单一反胶团体系、混合反胶团体系和亲和反胶团体系萃取分离蛋白质的机理进行了系统研究，发表论文30余篇，其中24篇被SCI收录，SCI引用达57次。刘会洲研究员应邀在2001年第五届化工技术与生物工程国际会议上做专题报告。同行专家认为：“多聚物的胶团形成及解离机理等处于国际领先水平，为本研究领域做出了出色贡献，推动了这一研究领域的发展，在生物方面具有良好的应用前景。”相关研究成果，已在华北制药集团公司等国内多家药厂应用，取得了显著的社会效益和经济效益。
△生物介质—微球和微囊的新型制备技术从纳微结构的界面研究出发，建立了微球、微囊新型制备技术，配合蛋白质、天然产物的规模化分离纯化，进行蛋白质药物的剂型化研究，使得蛋白质规模化分离纯化技术水平显著提升。本研究工作申请国家发明专利8项，发表论文39篇，其中27篇被SCI收录，主编学术专著2部，撰写英文章节3章。2005年，学术带头人马光辉应国际著名学会邀请作了专题报告，2005年获“北京市科学技术奖一等奖”。
●工程实施能力明显增强，高技术产业化成效显现
△蛋白质药物大规模生产技术
血液代用品的研究是当今世界生物技术的前沿课题之一。1999年本所PEG化血红蛋白研究被评为当年我国十大科技进展之一。在此基础上，设计并研制了一种性能更加优异的新型血液代用品bHB-HAS，为世界上首次合成，具有自主知识产权，是一项具有国际先进水平的创新成果。已申请国家发明专利11项，国际 PCT专利1项，发表论文59篇，SCI收录46篇，学术带头人苏志国2次应邀在国际会议作专题学术报告。
△煤系高岭土深加工技术
广的精细化工产品，广泛用于60多个工业部门，是重要的工业基础原料。我国煤系高岭土资源丰富，质地优良，探明储量76亿吨，为世界第一。但我国高岭土产业规模小，产品档次低，经济效益差。每年以每吨20—70美元的低价出口约100万吨原料，而以每吨500—800美元的高价进口20多万吨产品。我所开发了具有自主知识产权的煤系高岭土利用的快速流态化悬浮煅烧新工艺、技术与装置，掌握了煤系高岭土精加工利用关键技术，实现了我国这一丰产元素的精细加工和利用。
△固态发酵技术产业化
研究员作为首席专家主持的以农业废弃物秸秆资源变废为宝实现高值化利用为对象的课题，开展了新型固态发酵研究和秸秆组分分离研究。在压力脉动固态发酵基础上，发展了吸附载体固态发酵新过程，并建立了新型固态发酵技术平台，开创了固态发酵产业化新局面。2005年在江西完成了年产1000吨真菌杀虫剂新型固态发酵生产线，鉴定专家评定认为“处于国际领先水平”；提出了天然固相物料组分与分离新思路，开发并建立了秸秆无污染汽爆新的技术平台，与江西省生态工业技术中心共同完成的“秸秆生物量全利用新技术及其秸秆生态工业技术集成”项目，经专家鉴定认为“成果处于国际领先水平”。本工作已申请国家发明专利15项，美国发明专利1项，发表论文18篇，SCI收录17篇，撰写专著3部，其基础研究课题获国家973计划支持。
6.6 更新科研设备，增强发展后劲
新工程以来，我所认真贯彻执行中科院关于在知识创新工程中抓好仪器设备建设有关要求，加大我所仪器设备的投入、更新、创新制度，本着“突出重点、带动全局、多方筹资、联合共建”的原则，制定了中、长期装备建设规划，发布了“创新工程仪器设备建设、使用与管理规则”，积极推进科研仪器设备的共建共用。通过实施院、所、实验室、课题组投资共建的措施，调动各方积极性，实验装备投入大幅增加，装备条件明显改善。1998—2007年我所共投入总经费8000万元，购置仪器设备2000余台（套），其中单台（套）超过50万元的近20项，固定资产总额从1999年的5436万元，增加到2007年的31810万元，大型并行计算机系统、液相色谱/质谱联用仪、计算节点机、等离子发射光谱仪、微孔膜乳化装置、园二色光谱仪、激光拉曼光谱仪等一批仪器的应用，改善了科研条件，研究所综合实力明显增强。
6.7 推进创新文化建设，营造和谐发展氛围
优美的环境、良好的所风、高效的管理、和谐的氛围以及正确的理念和价值观是研究所创新文化建设的主要内容和理想目标，也是保证创新工程试点工作顺利实施的重要条件。多年来，过程工程所在创新文化建设上，不断加大工作力度，促进了知识创新工程试点工作的协调发展，为研究所深化改革、稳步发展提供了可靠保证。
园区环境：
2001年，投资1800万元对主楼进行全面改造提升。同时对主楼园区环境改造整治，拆除低矮旧有房屋，拓宽周边道路，绿化美化园区，使科研环境和园区面貌明显改观。
2002年，投资410多万元，对生化工程国家重点实验室、多相反应重点实验室和分离科学与工程实验室进行全面改造，进行了内部装修，完成了环境整治。
2005年，完成了新园区的建设规划和工程的扩初设计，随后进入拆迁阶段，千方百计克服困难，“过程工程大厦”于2008年5月正式开始建设，另两座科研实验楼（A、B）也进入了施工前的筹备阶段，不久的将来，将建成具有一定国际水准的科学园区。
行为规范：
过程工程所十分重视现代化研究所规章制度的建设，进入创新工程试点以来，经反复修改补充，制定了会议制度、科研管理、财务制度、档案管理、课题核算等新规章制度共计七个方面61项。完成了《过程工程所现行规章制度汇编》，编制了《职工手册》，《创新文化手册》和《研究生手册》，制定了职工行为规范和所务会议程序规范等。2007年6月，过程工程所通过了中科院办公厅组织的现场考核验收，公文管理、安全管理、档案管理和信息宣传均达到一级标准。同时，根据中科院统一部署，积极推进规章制度清理工作，不仅将规章制度合理分类，还制定了与之相应的工作流程图，经所务会、党委会、职代会审批后，形成规章制度汇编，促进了所务公开和管理工作规范化、制度化。
基层党建工作：
所党政领导班子坚持精神文明、物质文明和政治文明一起抓，紧紧围绕知识创新工程这个中心，立足于培养“四有”创新型人才，注重发挥党群组织和党员干部的表率作用，以创新文化为抓手开展党建工作和精神文明创建活动，促进和保障了全所的改革、发展和稳定。继1998年我所被评为中央国家机关文明单位和中关村地区文明单位后，2006、2007年又连续被授予中央国家机关和京区文明单位称号。
党的建设工作落实，特色鲜明，整体水平不断提升。2005年开展党员先进性教育“领导有力，组织严密，措施到位，成效显著”。巩固发展教育活动成果，建立健全保持先进性长效机制并得到落实。2007年6月，中央先进性长效机制检查组到所现场检查，对我所贯彻落实先进性长效机制的工作给予充分肯定，认为思路清楚，工作扎实，特别是“开展学党章主题教育活动”、“组织关心爱护党员、党员联系服务群众”等工作，有特色、有新意、有成效，值得认真总结。由于党建工作成绩突出，连续6年获京区党建工作创新奖一等奖。
重视发挥老干部、工青妇组织和民主党派及党外代表人士作用。所工会组织健全，活动经常，职代会和所务公开等制度落实，促进了研究所和谐发展。坚持开展“合理化建议”活动和“我为创新做贡献”主题实践活动，组织实施“和谐关爱工程”，认真解决涉及职工切身利益的问题，调动一切积极因素。所工会连续4年在中科院工会年度工作评比中获奖，2007年被中国教科文卫体工会全国委员会授予“模范职工之家”荣誉称号。团组织着眼年轻人特点开展工作，参加院创业大赛、演讲比赛、文艺汇演以及本所科普活动等多次获奖，被团中央、全国少工委和中科院首批授予“青少年走进科学世界科技活动示范基地”，被北京市评为科普工作先进单位。离退休职工党支部、老干办与老科协三位一体，在提供服务、发挥老同志作用方面想了不少办法，老干部各项待遇得到较好落实。所妇委会工作成绩突出，被院妇工委评为京区“2006-2007年度优秀妇委会”。安全保卫、绿化美化、计划生育、环境卫生、人防工程等方面做了大量工作，为研究所创造良好的环境和氛围，有些工作连年保持先进。
2008年1月所领导班子换届，张锁江任常务副所长（单位法人），陈运法任党委书记兼副所长，马光辉任副所长，江明任党委副书记兼副所长。崔志民、肖炘任所长助理。
2008年4月，为适应创新三期和研究所发展需要，对管理部门进行调整优化，设置为：综合办公室、科研规划管理处、科技开发处、人事教育处、财务资产处、园区建设办公室。
新一届领导班子继承发扬优良传统，勇于改革创新，紧紧抓住过程工程所新的历史机遇期，提出了“开拓开放，团结创新，和谐发展”的新思路，确立了“支撑过程工程技术创新，引领过程工程科学前沿”的新目标，正在带领全所为之努力奋斗。
