Только после принятия и утверждения на высшем государственном уровне информации о месторасположении, составе и промышленных запасах сульфидных медно-никелевых руд и угля последовало решение о подготовке проекта Норильского горнометаллургического комбината и плана его строительства. Прошло совсем немного времени, когда 23 июня 1935 года вышло в свет постановление Совнаркома СССР о строительстве этого производственно-хозяйственного комплекса, для чего в административной структуре НКВД СССР было образовано производственное управление «Норильскстрой».
В том же 1935 году приказом № 1 начальником строительства и исправительно-трудового лагеря НКВД был назначен Владимир Матвеев, который сумел, используя труд малочисленной группы первопроходцев-лагерников, ещё до зимнего ледостава реки Енисей перебросить к месту предполагаемого строительства первую партию оборудования, материалов и продовольственных припасов. В вечную мерзлоту были вбиты первые колышки, возведены барачные времянки и смонтирована временная электростанция, после чего наступила зима и полярная ночь.
Строительство начиналось трудно. Под руководством Владимира Матвеева, кроме сотрудников НКВД, были в общей сложности тысяча двести работников-заключённых, однако именно их тяжким трудом уже в 1936 году была построена узкоколейная железная дорога от реки Норильская до будущей промышленной площадки, сооружён первый причал на берегу реки Енисей в Дудинке. Тогда же был заложен первый рудник и угольная шахта, для целей строительства организована карьерная добыча бутового камня, песка, гравия и глины, а в течение следующего года построены маломощные первые кирпичный и деревообрабатывающий заводы.
Завершившееся в 1937 году строительство узкоколейной железной дороги от берега реки Енисей позволило создать смешанное транспортное сообщение по переброске строительного оборудования и продовольствия из порта Красноярск рекой через причал в Дудинке, далее железной дорогой до мест расположения будущих корпусов рудников, заводов и бараков строителей Норильского комбината.
В летнюю навигацию речные суда с материалами, оборудованием и продовольствием шли по Енисею параллельно баржам, пассажирам которых судьба по приговорам суда отвела «почётную» историческую миссию быть подневольными строителями Норильского комбината и возводимого рядом поселения. В 1937 году на стройках работало уже две тысячи заключённых, и в дальнейшем с каждым годом их количество всё увеличивалось и увеличивалось, постепенно достигнув порядка двухсот пятидесяти тысяч человек.
Зимой — мороз и ветер, коротким летом — болотная мошка и комары, малокалорийное питание, и как следствие всего — авитаминоз, цинга, инфекционные и соматические заболевания. Всё это способствовало быстрой ротации строителей-лагерников, которая в некоторые годы доходила до десяти процентов от общей численности, что приводило к необходимости постоянного притока свежей рабочей силы. Это означало, что для осуществления планового строительства Норильского комбината ежегодно требовалось завозить в распоряжение руководства Норильлага — исправительно-трудового лагеря НКВД, созданного на полуострове Таймыр, до двадцати пяти тысяч относительно здоровых, ещё не утомлённых Крайним Севером, людей.
Вновь прибывшие подневольные работники сменяли тех, кто, в своём большинстве, не выдержав тягот и лишений, нашли свой последний приют в норильской земле. До сих пор точно не известно, какова же истинная цена этой великой стройки, останки скольких десятков тысяч каторжан, осуждённых за политические взгляды или за уголовнонаказуемые деяния, покоятся в вечной мерзлоте Большого Норильска. Подробные карты лагерных захоронений не сохранились, и есть серьёзные основания полагать, что разросшийся с годами Норильский комбинат, да и сам Норильск, как говорят старожилы, действительно стоят на безмолвных костях приговорённых и обречённых на трудовой подвиг мучеников Норильлага.
В 1938 году начальником строительства и первым директором Норильского комбината назначают Авраамия Завенягина, под руководством которого в том же году был введён в эксплуатацию первый металлургический агрегат — опытный конвертер, а 1939 год ознаменовался выплавкой первых сотен тонн чёрного никеля.
В последний предвоенный год самоотверженный труд многих тысяч узников позволил ввести в строй рудник «Угольный ручей», малую агломерационную и опытную обогатительную фабрики, ав 1941 году приступить к монтажу металлоконструкций Большого металлургического завода и теплоэлектроцентрали. В марте того же 1941 года директором Норильского комбината был назначен Александр Панюков, а Авраамий Завенягин стал заместителем Лаврентия Берии — наркома внутренних дел СССР.
Уже при новом руководителе, всецело поддерживаемом из Москвы Завенягиным, в 1942 году после того, как теплоэлектроцентраль дала промышленный ток, страна смогла получить первый электролитный никель, а в 1943 году — первую электролитную медь. В 1944 году впервые был выплавлен норильский кобальт и получены первые тонны платиноидов (в шламах).