Через три года инициировал создание первой на постсоветском пространстве вертикально интегрированной промышленной компании — группы «Сибирский алюминий» (в 2001 году переименована в группу «Базовый элемент»), ядром которой стал Саяногорский алюминиевый завод. В дальнейшем она объединила ряд ведущих предприятий алюминиевого комплекса России, выпускающих разнообразную продукцию из алюминия и его сплавов — от проката и полуфабрикатов до сложных архитектурных конструкций, комплектующих для авиакосмической, автомобильной и судостроительной промышленности, универсальной тары и упаковки на основе алюминиевой фольги, а также крупнотоннажных железнодорожных контейнеров и грузовых платформ специального назначения. Через три года после своего образования возглавляемая Олегом Дерипаской группа «Сибирский алюминий» вошла в десятку ведущих мировых производителей продукции из алюминия.

В 1997 году Дерипаска, являвшийся тогда гендиректором СаАЗа, разорвал все отношения с Trans World. С целью привлечения ресурсов для дальнейшего развития и модернизации завода в апреле-мае 1998 года была проведена дополнительная эмиссия акций завода. Все акции дополнительного выпуска были выкуплены «Алюминпродуктом» и ассоциированными с ним компаниями. После победы «Алюминпродукта» на коммерческом конкурсе по продаже части государственного пакета акций завода в сентябре 1998 года доля компании в СаАЗе увеличилась до 76 %.

В 2000 году Дерипаска был назначен генеральным директором компании «Русский алюминий» (РУСАЛ), в состав которой вошли алюминиевые и глинозёмные заводы компаний «Сибирский алюминий» и «Сибнефть». В 2007 году в результате слияния алюминиевых и глинозёмных активов компании РУСАЛ, занимавшей третье место в мире по производству алюминия, группы СУАЛ, входившей в десятку ведущих мировых производителей алюминия, и глинозёмных активов швейцарской компании Glencore создана Объединённая компания «Российский алюминий» — крупнейший в мире производитель алюминия и глинозёма. Дерипаска является председателем правления, членом совета директоров РУСАЛа. В 2010 году акции РУСАЛа были размещёны на Гонконгской фондовой бирже и бирже NYSE Euronext в Париже. В ходе IPO в Гонконге было привлечено 2,24 млрд долларов США. В декабре 2010 года ОК РУСАЛ первой из российских компаний разместила на ММВБ и РТС российские депозитарные расписки (РДР).

В 2007 году создана компания «Базэл Аэро», управляющая аэропортами в Краснодаре, Сочи, Геленджике, Анапе и Ейске. В 2008 году «РУСАЛ» приобрёл блокирующий пакет акций ГМК «Норильский никель». После многочисленных слияний и поглощений «РУСАЛ» стал крупнейшим производителем алюминия в мире, пока в 2015 году китайская Hongqiao Group не обогнала его. Помимо металла, который остаётся ключевым активом диверсифицированного холдинга бизнесмена, Дерипаска в этот период приобрёл доли в ряде компаний в ключевых отраслях промышленности: машиностроении, энергетике, горной добыче, сфере финансовых услуг и страховании, строительстве, авиации, агробизнесе и других.

В июне 2012 года «Базовый элемент», Сбербанк России и Changi Airports International создали СП по управлению аэропортами юга России «Базэл Аэро», в состав которого вошли аэропорты в Сочи, Краснодаре, Геленджике и Анапе.

В 2013 году структуры «Базового элемента» завершили строительство олимпийских объектов в Сочи. Общие инвестиции группы в эти проекты превысили 45 млрд рублей. Среди них:

• Порт Сочи Имеретинский в устье реки Мзымта;
• Реконструкция и модернизация Международного аэропорта Сочи;
• Курортный район Имеретинский в Адлерском районе Сочи, включающий возведение Олимпийской деревни, строительство гостиниц, создание туристической зоны.

В 2017 году Олег Дерипаска приобрёл гражданство Республики Кипр.

6 апреля 2018 года Дерипаска был включён в санкционный «Кремлёвский список» США в числе 17 чиновников и 7 бизнесменов из России. Этот факт послужил причиной обвала стоимости акций «РУСАЛ» на Гонконгской и Московской биржах. 28 января 2019 года США сняли санкции с «Русала», En+ Group и «Евросибэнерго», однако сам Дерипаска остался под санкциями.

В 2008 году Дерипаску назвали самым богатым россиянином. В том же году в мировом рейтинге миллиардеров по версии журнала Forbes занимал 9-е место (с состоянием в 28 млрд долларов США). В 2018 году, обладая личным состоянием 6,7 млрд долларов США, Дерипаска занял 19-ю строчку в списке 200 богатейших бизнесменов России. В мировом рейтинге миллиардеров (по версии журнала Forbes) в 2018 году занял 248 место; по состоянию на 1 марта 2019 года занял 612 место в рейтинге. 25 июля 2020 года занимал 908-е место в рейтинге Forbes с состоянием 3 млрд долларов США.