Terrafame perustettiin vuonna 2015, jolloin yhtiö osti Sotkamossa sijainneen kaivoksen ja metallien talteenottolaitoksen.
Tuotantolaitoksen juuret juontavat kuitenkin jo vuoteen 1977, jolloin Geologian tutkimuskeskus löysi suuren malmiesiintymän. Outokumpu Oy alkoi tutkia esiintymää 1980-luvulla. Mittavan esiintymän tulkittiin tuolloin sisältäneen liian vähän malmia, jotta esiintymä olisi voitu hyödyntää kaupallisesti kannattavasti silloisella teknologialla. Kaivostoiminta käynnistyi 1.10.2008 Talvivaara Kaivososakeyhtiö Oyj:n toimesta, joka ajautui myöhemmin konkurssiin.
Vuonna 2015 Terrafame osti vaikeuksiin ajautuneen kaivoksen tehtaineen. Uusien omistajien ja vahvan pääoman turvin alueella on saatu aikaan käänne, joka hakee vertaistaan Suomen teollisessa historiassa.
Terrafame aloitti kaupallisen toimintansa raaka-aineiden tuottajana. Valikoimaan kuuluivat nikkeli-koboltti- sekä sinkkipuolituotteet. Loppuvuodesta 2017 yhtiö käynnisti ensimmäiset kuparipuolituotetoimitukset.
Vuoden 2017 aikana yhtiö punnitsi strategisia vaihtoehtoja. Yhtenä vaihtoehtona oli keskittyminen ruostumattoman teräksen valmistuksessa käytettävän metallisen nikkelin tuotantoon ja siihen liittyvän jalostusketjun kehittämiseen. Jo tuolloin näytti kuitenkin, että sähköajoneuvojen akuissa hyödynnettävien kemikaalien tuotanto oli vielä kiinnostavampi vaihtoehto.
Lokakuussa 2018 yhtiö päätti keskittyä akkukemikaalien valmistukseen. Niiden tuottajana Terrafamella on lukuisia vahvuuksia. Akkukemikaalien markkinanäkymät näyttivät jo tuolloin vahvoilta, kun sähköautojen kysyntä alkoi kasvaa kaikkialla maailmassa.
Päätös akkukemikaalitehtaan rakentamisesta tarkoitti yhtiölle merkittävää askelta jalostusketjussa eteenpäin.
Kesäkuussa 2021 Terrafame käynnisti akkukemikaalitehtaan ylösajon. Historiallinen käänne alkoi osoittautua syksyllä 2021 onnistuneeksi, kun yhtiö solmi ensimmäisen suuren mittaluokan yhteistyösopimuksen kansainvälisen autovalmistajan kanssa akkukemikaalien toimittamisesta. Sopimuksen mukaisesti Terrafame toimittaa Renault-konsernille vuosittain yli 200 000 sähköautoon nikkelisulfaattia.
Vuosi 2022 oli Terrafamelle käänteentekevä ja taloudellisen tuloksen näkökulmasta ennätyksellinen. Akkukemikaalitehtaan ylösajo eteni, ja sen myötä yhtiö on lunastanut paikkansa osana eurooppalaista vastuullista akkuteollisuuden toimitusketjua. Akkukemikaaliliiketoiminta muodosti noin kolmanneksen yhtiön liikevaihdosta.
Tammikussa 2023 Terrafame kertoi solmineensa yhteistyösopimuksen autovalmistaja Stellantisin kanssa. Helmikuussa yhtiö julkisti nikkelisulfaatin toimitussopimuksen teknologiakonserni Umicoren kanssa. Kummatkin kumppanuudet merkitsee konkreettista askelta kohti vankkaa, läpinäkyvää ja vastuullista eurooppalaista akkuklusteria.