三井化学グループは、三井化学と子会社131社、ジョイント・オペレーション（共同支配事業）４社、関連会社及びジョイント・ベンチャー（共同支配企業）28社で構成される（2022年3月時点）。※子会社と関連会社の違いはコチラ
三井化学の子会社
三井化学の子会社は次の通り。議決権の（ ）内は間接所有割合で内数。
| 連結子会社 | 議決権（%） |
| ㈱アーク | 100.00 |
| 三井化学産資㈱ | 100.00 |
| 共和工業㈱ | 100.00 |
| 三井化学複合塑料（中山）有限公司 | 63.00（13.00） |
| Mitsui Elastomers Singapore Pte. Ltd. | 100.00 |
| Grand Siam Composites Co.,Ltd. | 47.13（1.95） |
| Mitsui Prime Advanced Composites India Pvt. Ltd. | 83.96（13.00） |
| ARRK CORPORATION （THAILAND） LTD. | 100.00 |
| Advanced Composites,Inc. | 68.75（68.75） |
| Advanced Composites Mexicana S.A. de C.V. | 68.75（68.75） |
| Mitsui Prime Advanced Composites Europe B.V. | 81.50（6.50） |
| ARRK Product Development Group Ltd. | 100.00 |
| Mitsui Prime Advanced Composites do Brasil Indústria e Comércio de Compostos Plásticos S.A. | 93.00（13.00） |
| 三井化学ファイン㈱ | 100.00 |
| Mitsui Hygiene Materials Thailand Co.,Ltd. | 100.00 |
| SDC Technologies, Inc. | 100.00（100.00） |
| Kulzer, LLC | 80.01（80.01） |
| Kulzer GmbH | 80.01（80.01） |
| 三井化学東セロ㈱ | 100.00 |
| 三井化学アグロ㈱ | 100.00 |
| ジャパンコンポジット㈱ | 65.00 |
| 台灣東喜璐機能膜股份有限公司 | 100.00 |
| Anderson Development Company | 100.00（100.00） |
| ㈱プライムポリマー | 65.00 |
| 日本エボリュー㈱ | 48.75（48.75） |
| 本州化学工業㈱ | 51.00 |
| 下関三井化学㈱ | 100.00 |
| Mitsui Phenols Singapore Pte. Ltd. | 95.00 |
| Prime Evolue Singapore Pte. Ltd. | 52.00（52.00） |
| 三井化学（中国）管理有限公司 | 100 |
| 台湾三井化学股份有限公司 | 100.00 |
| Mitsui Chemicals Asia Pacific,Ltd. | 100.00 |
| Mitsui Chemicals America,Inc. | 100.00 |
| Mitsui Chemicals Europe GmbH | 100.00 |
その他 95社
三井化学の関連会社など
三井化学の関連会社などは次の通り。
| 関連会社など | 議決権（%） |
| 三井・ダウポリケミカル㈱ | 50.00 |
| 三井・ケマーズフロロプロダクツ㈱ | 50.00 |
| 上海中石化三井弾性体有限公司 | 50.00 |
| ㈱松風 | 20.01 |
| 上海中石化三井化工有限公司 | 50.00 |
| 錦湖三井化学㈱ | 50.00 |
| P.T. Petnesia Resindo | 47.07 |
| GC-M PTA Company Limited | 26.00 |
その他 20社