В 1932 году «Башнефть» командировала Федора Похлебаева в качестве механика по бурению на разработки в Ишимбае. В том же году его перевели на организацию переработки нефти: поздней осенью, чтобы удовлетворить потребности промысла в нефтепродуктах, он построил первую отбензинивающую установку, которая выпускала несколько ведер бензина в день. В следующем году рационализатор и новатор Похлебаев наладил еще два очистных производства, одно из них около озера Каракуль.

«Пятитонный резервуар обложили кирпичом, обмазали. Змеевики спустили в озеро Каракуль. Подвели под резервуар форсунки и зажгли факелы. Начали перегонку нефти. Начали ее малограмотные, технически необученные кадры. Похлебаев сутками не отходил от кубовой установки, учил нас, так как мы не знали даже, в какую сторону повернуть штурвал задвижки», — рассказывал о создании и обслуживании второго очистного производства ветеран Ишимбайского нефтеперерабатывающего завода Ф.А. Кулбаев.

Сначала это производство давало 750 л бензина, но уже во второй половине 1933 года — до 15 т в сутки. Конечно, это был весьма условный бензин с низким октановым числом и высоким содержанием серы. Завод Похлебаева имел трубчатую нефтеперегонную установку, очистное, водоснабжающее и товарное хозяйства, а также котельную, лабораторию и даже ремонтный цех. Производились здесь два продукта: бензин и мазут.

Однако уже в октябре 1934 года «Главнефть» распорядилась немедленно приступить к строительству в Ишимбае еще одной установки по отбензиниванию нефти. Новый большой завод спроектировали инженеры Монаков и Смуров, к маю 1935 года их проект был утвержден. Главой стройки назначили Ивана Новикова, он же впоследствии стал директором завода. На строительство со всей страны прибывали специалисты, строители, квалифицированные рабочие. Оборудование для завода поставили многие предприятия страны: колонну и теплообменники изготовили в подмосковном Подольске, котлы приехали из киевской «Ленкузница», насосы из грозненского «Красного молота», моторы из петербургской «Электросила», а трубы произвели таганрогский и днепропетровский заводы. Всего через год завод был сооружен.

В октябре 1936 года новый завод достиг проектной мощности и уже в ноябре в Москву в качестве подарка VIII съезду Советов прибыл состав из 18 цистерн с ишимбайским бензином. В декабре этого же года Ишимбайский нефтеперегонный завод (завод № 433) был принят государственной комиссией. В 1939 году на левом берегу реки Белой было начато строительство газолинового завода, а 31 июля 1941 года Совнарком СССР постановил построить в Ишимбае завод ламповой сажи. В годы Великой Отечественной здесь были возведены пиролизный и серный заводы, а также завод «Нефтегаз-8». В годы войны все эти предприятия производили продукцию для фронта: газовый бензин, газовую серу, пропан и другую продукцию. Средство для заправки аккумуляторов танков, фильмургин, производили только в Ишимбае.