Многие магнезитные участки были вскрыты в 1913-1918 годах во время строительства Южно-Уральской железной дороги. Самыми богатыми из них оказались месторождения к югу от станции Халилово. Добыча этих залежей аморфных магнезитов началась в 1921 году Оренбургским «Губсиликаттрестом» и продолжилась Халиловским магнезитовым заводом. На первом этапе добыча составляла до 2 тысяч тонн, а в послевоенное время увеличилась до 6-10 тысяч тонн магнезита. История разработки Халиловского месторождения аморфных магнезитов продолжилась лишь через 40 лет. В 1992 году активные предприниматели региона при поддержке властей Гайского района Оренбургской области создали новую компанию – ЗАО «Литосфера». В планах предпринимателей была не только добыча магнезитовых руд, но и их переработка, то есть строительство фабрики по производству оксида магния.
В течение следующих лет компания занималась разведкой месторождения магнезитов и проектированием будущего предприятия, а затем и его созданием. Итогом работы стало строительство карьера и возведение дробильно-сортировочного комплекса. Также были введены в эксплуатацию участок обогащения и сортировки магнезита и железно - дорожный участок отгрузки готовой продукции. В 2009 году предприятие заработало в полную силу.
В течение многих лет руководство ЗАО «Литосфера» стремилось к расширению технологических циклов компании – для этого, в том числе, совместно c учеными были проведены различные прикладные исследования. Один из проектов, «Промышленное получение чистой окиси магния из серпентинито-магнезитов Халиловского месторождения», получил в 2001 году серебряную медаль Первого международного московского салона инноваций и инвестиций и диплом с подписью лауреата Нобелевской премии академика Жореза Алферова. Разработанная технология была признана уникальной и не имеющей аналогов в России. В 2013 году ЗАО «Литосфера» при поддержке губернатора Оренбургской области получило одобрение по запуску производства на базе цеха борной кислоты ОАО «Криолит» – к этому моменту цех был уже несколько лет законсервирован и не использовался по назначению. В марте 2014 года был подписан меморандум о передаче этого цеха Правительству Оренбургской области. А 26 мая того же года было создано предприятие «Южно-Уральский завод магниевых соединений», учредителями которого стали ЗАО «Литосфера» и Корпорация развития Оренбургской области. Этот момент стал финалом большого подготовительного пути и началом истории непосредственно нашего предприятия.
В 2016 году произошла смена организационно-правовой формы закрытого акционерного общества “Литосфера” (ЗАО “Литосфера”) на акционерное общество “Литосфера” (АО “Литосфера”).
В 2022 году основным акционером Общества стало акционерное общество «Боровичский комбинат огнеупоров».
При поддержке нового акционера АО «Литосфера» были заключены договора лизинга на покупку новой автомобильной и спецтехники: ГАЗ Gazelle NEXT, погрузчик фронтальный LONKING, погрузчик Lonking LG863, эксаватор гусеничный Hyundai R 480 LC-9S, бульдозер ZOOMLION ZD320-3 и самосвал HOWO.