W 2003 wdrożono systemy zarządzania jakością wg norm ISO 9001 i AQAP 2110, a w 2006 przedsiębiorstwo przystąpiło do grupy kapitałowej Bumar (od 2013 Polski Holding Obronny) zrzeszającej wiodące firmy reprezentujące polski przemysł obronny. W 2008 dokonano modernizacji linii technologicznej do produkcji wysokoenergetycznych materiałów wybuchowych (RDX, HMX), zaś w 2011 po wykorzystaniu środków z Unii Europejskiej uruchomiono instalację do produkcji folii z tworzyw sztucznych według własnej technologii.
Po wejściu Polski do NATO spółka nastawiła działalność na eksport wyrobów za granicę, głównie do państw Organizacji, a później także do Azji. Budowie międzynarodowej marki zakładu pomogła umowa offsetowa z Lockheed Martin w 2013, związana z kontraktem na samoloty F-16. Po wygaśnięciu zobowiązań offsetowych przedłużono umowy z zakładem, który uzyskał certyfikaty dostawcy dla Armii USA. Wyroby Nitrochemu ceni się za wysoką jakość, co umożliwia bezproblemowe elaborowanie amunicji. W 2015 ukończono budowę w Wietnamie licencyjnej linii technologicznej do produkcji TNT. Nitro-Chem inwestuje również w badania i rozwój, dzięki czemu zbudowano nową linię technologiczną mało wrażliwych materiałów wybuchowych nowej generacji.