Подробное исследование промышленного развития Казахстана показало, что восстановление отраслей производства цветных металлов и хлопка требовало капитальных средств и сложного оборудования, равно как и эффективного транспорта. Попытки восстановления полиметаллических месторождений в Риддере вначале не были особенно успешными, так как руды оказались слишком сложными для правильной разработки специалистами того времени. Эта причина задержала восстановление производства на заводах в Экибастузе, крупнейшем промышленном центре Казахстана. Из-за отсутствия поставок свинца с шахт Риддера был закрыт в 1925 году завод по производству свинца в Экибастузе вместе с угольными шахтами. Оказалось невозможным перевозить уголь из Экибастуза в другие районы страны из-за нехватки адекватного транспорта. Предпринимались также попытки восстановить Спасский медеплавильный завод, но Успенская шахта была затоплена, а обогатительная фабрика на реке Сарысу сожжена. Это вызвало сокращение производства угля в Караганде.
В 1928 году пищевое производство все еще оставалось главной отраслью казахской промышленности, составлявшей 57 % всего производства республики. Добыча цветных металлов упала на 6 %, однако производство топлива немного подросло – на 6 % всей казахской промышленной продукции. Увеличение выпуска текстильных изделий повысило свою долю в ВВП Казахстана до 10 %. В целом, однако, показатели мало отличались от предвоенного времени. С началом первой пятилетки структура казахской промышленности постепенно стала изменяться. В 1928 году в Джезказгане был запущен Карсакпайский медеплавильный завод, в том же году вновь начал действовать завод по производству свинца в Риддере. Это повысило долю добычи цветных металлов в ВВП республики до 12 % в 1932 году. Между тем доля пищевой промышленности упала до 44 %. Тем не менее промышленность всех отраслей играла лишь незначительную роль в казахской экономике. В 1938 году доля промышленности в общем производстве и сельском хозяйстве составляла всего 39,5 %.
Значительные сдвиги в развитии промышленности Казахстана произошли с началом Второй мировой войны. С 1930-х годов советские управленцы сосредоточились на развитии горнодобывающей промышленности в ущерб другим отраслям производства, особенно сельскохозяйственной продукции. Угольные копи Караганды, закрытые из-за нехватки транспорта до 1930 года, были снова задействованы. Их продукция стала подниматься с 30 тыс. метрических тонн угля в 1930 году до 3,9 млн в 1937 году и до 6,3 млн в 1940-м. Урало-Кузнецкий металлургический комбинат не был экономичным ввиду необходимости перевозок угля на дальние расстояния. Это побудило руководство разрабатывать после 1933 года в Караганде коксующиеся угли для мартеновских печей в Магнитогорске. Добыча нефти на месторождениях Эмбы также увеличилась после возведения новых скважин в южной части нефтеносных полей. Выпуск продукции вырос с 269 тыс. метрических тонн в 1928–1929 годах до 864 тыс. тонн в 1941 году. Повышенное внимание уделялось производству цветных металлов в Риддере, Карсакпае и других горнодобывающих районах. Запустили предприятие на северном берегу озера Балхаш, где была обнаружена медь. Медеплавильный завод начал выдавать продукцию в 1938 году. В Усть-Каменогорске завод по производству свинца и цинка начал работу в 1939 году, когда Казахстан вышел в лидеры СССР по производству меди и обеспечивал Союз большей частью цинка.
Другие отрасли в это время развивались в меньшей степени. Химическая промышленность была представлена заводом удобрений в Актюбинске, который построили в 1936 году, как это ни странно, для обработки апатитов, привозимых с Кольского полуострова в Северо-Западной России. Этот завод мог использовать поставки фосфатов из Южного Казахстана после открытия месторождений в Чулактау в 1936–1937 годах. На озере Индер в нижнем течении реки Урал в Западном Казахстане разрабатывались также калийные соли и бораты. Небольшое развитие получила в 1930-х годах металлообработка, если исключить установку механических мастерских на различных горнодобывающих и транспортных предприятиях.
Как и южные республики, Казахстан в годы Второй мировой войны ускорил развитие промышленных отраслей, необходимых для обороны. Возможно, наиболее важным событием в экономике во время войны было сооружение металлургического комплекса близ Караганды в Темиртау. Этот завод выдал первую сталь в конце 1944 года, но у него, как и у Бекабада, не было полного металлургического цикла. Он работал на импортированных металлических болванках и металлоломе. Его мощность доходила приблизительно до 250 тыс. метрических тонн стали. В Актюбинске построили завод ферросплавов для эксплуатации месторождения хрома, открытого на данной территории в 1937 году, как полагали, самого крупного месторождения этого металла в мире.