Ngày 09/07/2010, UBND tỉnh Hà Tĩnh đã phê duyệt quy hoạch chi tiết tỷ lệ 1/2000 cho Khu công nghiệp Phú Vinh theo Quyết định số 2018/QĐ-UBND. Tiếp đó, ngày 01/10/2010, Ban Quản lý Khu kinh tế Vũng Áng cấp Giấy chứng nhận đầu tư số 28222000017 cho Dự án xây dựng và kinh doanh hạ tầng kỹ thuật KCN Phú Vinh, với tổng vốn đăng ký ban đầu khoảng 23 triệu USD và quy mô sử dụng đất khoảng 200 ha. Thời hạn hoạt động của dự án là 50 năm kể từ ngày cấp phép.
Trong quá trình phát triển, KCN Phú Vinh đã được điều chỉnh quy hoạch qua các Quyết định số 2154/QĐ-UBND ngày 04/08/2016 và 2660/QĐ-UBND ngày 17/08/2020 của UBND tỉnh Hà Tĩnh. Hiện nay, khu công nghiệp có tổng diện tích khoảng 207,665 ha, trong đó diện tích đất công nghiệp cho thuê đạt 141,4625 ha, tương đương 68,12%. Về ranh giới: phía Đông giáp Quốc lộ 1B, phía Tây giáp núi Quảng Bình, phía Bắc và phía Nam tiếp giáp khu vực quy hoạch mở rộng của KCN.
KCN Phú Vinh được định hướng là khu công nghiệp đa ngành, ưu tiên thu hút các lĩnh vực như: sản xuất và gia công thép (thép cuộn cán nóng, thép không gỉ, thép thanh, thép ống…); cơ điện; năng lượng tái tạo (điện mặt trời, điện gió); cơ khí chế tạo; sản xuất vật liệu xây dựng; công nghiệp hóa chất; công nghiệp nhẹ và công nghiệp hỗ trợ. Ngoài ra còn có các ngành như sản xuất nội thất, đồ gia dụng, sản phẩm nhựa, cao su, thiết bị y tế, quang học, thức ăn chăn nuôi, khí công nghiệp, gốm sứ, tái chế chất thải, dệt nhuộm, may mặc…
