Онежский ЛДК был образован в 1957 г. в составе лесозаводов № 32, 33, 34 и гидролизного завода.

Согласно данным системы ЛесЕГАИС на 2021 г. расчетная лесосека АО «Онежский ЛДК» составляет 909,2 тыс. м³ древесины в год.

В 2012 году проект модернизации Онежского ЛДК получил статус приоритетного в области освоения лесов. После реализации инвестпроекта производственная мощность предприятия увеличилась на треть: по пиломатериалам — до 270 тыс. м³ в год, по технологической щепе — до 229 тыс. м³.

С 2014 г. АО «Онежский ЛДК» находится в составе Segezha Group корпорации АФК «Система».

Отходы лесопиления Онежского ЛДК с 2006 г. используются в качестве топлива в котельной АО «Онега-Энергия». В феврале 2020 г. АО «Онега-Энергия» (принадлежит Segezha Group) ввело в эксплуатацию четвертый энергокотел на кородревесных отходах мощностью 14 МВт и стало вырабатывать в совокупности до 57 МВт тепловой энергии в год, обеспечивая теплом 80% потребителей г. Онега, в том числе все социально-значимые объекты. Руководство АО «Онега-Энергия» прорабатывает реализацию проекта использования в качестве топлива старых отходов лесопиления Онежского ЛДК. 

В 2020 г. Segezha Group сообщила о планах строительства на Онежском ЛДК новой лесопильной линии, которая увеличит мощность предприятия на 22 тыс. м³, до 265 тыс. м³ пиломатериалов в год. Планируемый объем инвестиций — около 2,2 млрд руб. Также планируется создать пеллетное производство мощностью до 60 тыс. т. топливных гранул в год.

Филиал АО «Онежский ЛДК» по лесным ресурсам с 30.04.2020 года выполняет функции АО «Онегалес» и ООО «ПЛО «Онегалес» в связи с их реорганизацией в форме присоединения к АО «Онежский ЛДК».

Лесозаготовительные участки филиала территориально расположены в Онежском, Приморском и Плесецком районах Архангельской области и ведут заготовки в лесах Северодвинского, Онежского и Приозерного лесничеств. В лесозаготовительном филиале работает около 500 человек.

В 2020 г. Онежский ЛДК произвел 233,1 тыс. м³ пиломатериалов. По данным журнала «Лесной комплекс» объем экспорта пиломатериалов АО «Онежский ЛДК» в 2019 году составил 214 тыс. м³.

В январе 2021 г. президент Segezha Group Михаил Шамолин сообщил о планах компании направить на развитие производственной площадки Онежского ЛДК более 4,8 млрд рублей, из них 4,3 млрд рублей будет направлено на строительство нового лесопильного завода и 500 млн руб. на организацию пеллетного производства. Ввод в эксплуатацию нового оборудования завода планируется 2022 г. Также в планах Segezha Group построить завод CLT-панелей на базе Онежского ЛДК.

В начале 2021 г. на комбинате прошла реконструкция погрузочной площадки — сооружено твердое покрытие площадки и установлен стол для загрузки контейнеров. В мае комбинат отправил первый в истории предприятия ускоренный контейнерный поезд в Ганьчжоу Гуоцзиган (Китай) с 62 сорокафутовыми контейнерами с пиломатериалами общим объемом 2,85 тыс. м³. На пограничной станции контейнеры перегрузят на китайский подвижной состав для отправки до конечной станции. Время в пути составит 15–20 суток. Состав состоит из нескольких партий пиломатериалов для разных грузополучателей в разных пунктах назначения в Китае. Предприятие планирует отправлять таким маршрутом ориентировочно два контейнерных поезда в месяц.

В июле 2021 г. было объявлено, что Segezha Group приступает к полной модернизации Онежского ЛДК. Проект модернизации рассчитан на 2,5 года, инвестиции в проект составят более 5,5 млрд рублей. В рамках модернизации на предприятии будут построены новые производственные мощности: линия сортировки пиловочного сырья, лесопильная фрезерно-брусующая линия с системой подачи бревен и сортировкой отходов лесопиления, линии сортировки сырых и сухих пиломатериалов, пеллетный завод мощностью 30 тыс. т топливных гранул в год. После модернизации Онежский ЛДК увеличит объем производства пиломатериалов на 20% до 280 тыс. м³ в год. Проект модернизации предприятия, включающий установку новых линий сортировки пиловочных бревен, лесопиления, сырой и сухой сортировки пиломатериалов, а также реконструкцию сушильных камер, – выполнен проектным институтом ООО «НИПИ Биотин».

Во втором квартале 2023 г. предприятие подало заявку на получение статуса приоритетного инвестиционного проекта для модернизации лесопильно-деревообрабатывающего комплекса. Запланированный объём инвестиций - 3 млрд руб. Проект предусматривает установку новых лесопильных линий с последующей остановкой старых. Выпуск пиломатериалов будет увеличен на 36,2 тыс. м³. Будет создано 30 новых рабочих мест. Срок реализации проекта – 2025 г.

В сентябре 2023 г. предприятие отправило в Китай первый контейнерный поезд повышенной длины. По маршруту «Онега – Гродеково – Ганьчжоу» отправлены 76 сорокафутовых контейнеров пиломатериалами на 38 платформах. Время в пути 15–20 суток. Рейсы планируется сделать регулярными с частотой до пяти в месяц.

В ноябре 2023 г. завершен инвестиционный проект «Строительство обгонных железнодорожных путей необщего пользования» на территории АО «Онежский ЛДК». Построена железнодорожная ветка длиной 1,2 км с устройством двух стрелочных переводов, параллельно с существующим тупиком для контейнерных поездов. Реализация проекта позволяет заводу увеличить объемы отгрузки продукции на дальневосточные направления на 100 тыс. м³ в год.

Во втором квартале 2024 г. на территории предприятия появится участок, функционирующий как исправительный центр для осуждённых к принудительным работам. Изолированный участок будет рассчитан на 116 чел. Осуждённые будут трудоустроены станочниками и подсобными рабочими на участке укладки пиломатериалов.