В октябре 1928 года ВСНХ принял решение выделить 3 млн рублей на подготовительные и разведочные работы строительства Тельбесского завода. Еще 2 млн рублей было выделено Госпланом на строительство железной дороги до угольного и железорудного месторождений. После принятия XVI партконференцией первого пятилетнего плана, 20 апреля 1929 года ВСНХ утверждает предварительный проект КМК, в составе которого должны находиться: 4 домны, сталеплавильный, прокатный цеха, электростанция и коксовые батареи.

Одной из важных задач, которую выполняли американцы, было проектирование производственных мощностей. Первоначально их предполагалось заказывать по схеме связанных кредитов в США, однако условия кредитования в Северной Америке оказались жесткими, и потому сами же американцы пошли навстречу советскому правительству, которое решило привлекать германские кредиты. В Германии же и было размещено производство мощностей для КМК по американским чертежам. Общая сумма кредитов, которые были привлечены под заказ оборудования для КМК, точно не известна, но, по всей вероятности, речь идет о десятках миллионов долларов (строительство ДнепроГЭС, например, по американским данным, стоило до 100 млн долларов, а как проект КМК приближается к ней).

В июле 1930 года в СССР прибыла группа из 18 инженеров из Чикаго, которые уже с августа начали работу непосредственно в Кузнецке. После них в Сибирь потянулись и другие иностранные специалисты – из США, Германии, Австрии, Франции и Чехословакии. Руководителем проекта строительства мартеновского цеха был американский инженер Роберт Вейл. Всего на «Кузнецкстрое» работало, по самым минимальным оценкам, до 350 американских инженеров и рабочих.

Строительство Кузнецкого металлургического завода в апреле 1929 года было поручено «Тельбесстрою», который к концу месяца был переименован в «Кузнецкстрой».

Рабочую силу привлекали двумя способами – вольным наймом и вербовкой. Первый источник представляли крестьяне из близлежащих деревень, а второй инструмент позволял путем оргнабора (проводился наркоматом труда РСФСР) привозить на стройку жителей европейской части страны. Если в мае 1929 года на площадке работали только 450 человек, то к середине сентября численность рабочих выросла до 4100 человек.

Первая динамо-машина КМК дала ток 3 августа, а к концу 1929 года стройка имела уже 3 генератора общей мощностью свыше 50 кВт. В 1930 году «Кузнецкстрой» вступил в новый период: завершалось строительство подсобных цехов, развернулось сооружение двух доменных печей, мартеновского и прокатного цехов, коксохимического завода и электростанции. Одновременно прокладывались шоссейные дороги, строились кирпичные заводы, и даже реконструкция Гурьевского металлургического завода, снабжавшего стройку металлоизделиями, огнеупорами и фасонным литьем тоже шла по единому графику. Заказы на изготовление крупных металлургических агрегатов были размещены в Германии, Англии, отчасти США и Франции.

В 1931 году число рабочих «Кузнецкстроя» выросло до 50 тысяч, и еще около 30 тысяч человек были на строительстве железных дорог и разработке рудников. Кадровую проблему решали ударным способом – быстрой подготовкой кадров на базе филиала Сибирского металлургического института. В 1931—1932 годах по оргнабору на КМК прибыло до четырехсот инженеров и мастеров с южных предприятий СССР.

В феврале 1932 года заработала коксовая батарея и ТЭЦ. Первая доменная печь была запущена в конце марта 1932 года (первый чугун – 3 апреля).

В 1936 году вступила в строй Мундыбашская обогатительная фабрика, что позволило использовать в доменном производстве бедные местные руды. В 1935 году крупного успеха добились доменщики: четырьмя плавками они выплавили 1234 тысячи тонн чугуна – на 34 тысячи тонн больше, чем предусматривалось проектными расчетами (в год – до 1,2 млн тонн). Таким образом, для освоения проектной мощности цеха кузнецким доменщикам потребовалось всего три года.