Livarna sive litine je imela za Litostroj simbolni pomen. Zaradi izredne pomembnosti metalurških obratov v celotnem procesu strojegradnje so v okviru načrtovanega velikega industrijskega kompleksa najprej zgradili sivo livarno s čistilnico in modelno mizarno.
Ko je samo eno leto po ustanovitvi podjetja v teh prostorih 1. septembra 1947 iz posode-kupolke ob pristnosti maršala Tita in Franca Leskoška – Luke pritekla prva žareča litina železa, je pomenil to začetek redne proizvodnje in zato velja ta datum tudi za začetek delovanja Litostroja. Ta kupolka je postala tudi simbol v Litostrojevem emblemu in sestavni del logotipa. Ob otvoritvi je bila postavljena le ena kupolna peč in en 25-tonski žerjav, potem so dodali še eno peč. Kupolki s premerom 90 cm in zmogljivostjo po 5 t/h so uporabljali za taljenje večjih količin litine, naenkrat pa so lahko odlili odlitke različnih kvalitet do teže 30 ton. Z livarno so bili povezani še nekateri drugi oddelki.
Modelna mizarna je predstavljala začetek proizvodnega procesa, saj so mizarji za vsak uliti strojni del po načrtu pred tem izdelali leseni model. V strojni oblikovalnici so na strojih izdelovali manjše serijske kalupe. Kalupe večjega obsega pa so oblikovali kar v tleh in tam tudi sušili s pomočjo prenosnih generatorskih peči. Težka obdelovalnica je imela dve veliki sušilni komori na premog. Poleg jedrarne, kjer so iz jedrarskega peska z dodatkom umetnih veziv izdelovali jedra, so imeli tudi čistilnico, kamor so po industrijskem tiru prepeljali surove odlitke ter jih s pnevmatičnim orodjem in brusi očistili. Zunaj objektov na prostem pa so imeli potem še skladišče že oblikovanih okvirov, ki so jih z dvema žerjavoma prevažali iz sive livarne ali jeklolivarne ali v njo.
Livarna jekla je kot druga livarna pričela obratovati 1. 9. 1951. Imela je dve električni peči. Manjša šarža je premogla do 4.500 kg in večja do 12.000 kg litine, skupaj so torej lahko naenkrat izdelali do 16 t težke surove odlitke. Zapis iz leta 1952 tudi nam, ki še nismo bili v teh prostorih, prepričljivo približa in nazorno predstavi organiziranost in razsežnost tega sektorja: »Livarna jekla ima pet vzporednih ladij in na severni čelni strani enonadstropni prizidek, kjer so garderobe, kopalnice, obratne pisarne ter ročna skladišča modelov in majhnih odlitkov. V prvi in drugi ladji je skladišče surovin. V tretji prečni ladji sta razen električnih peči še dve sušilni peči. V tej ladji je tudi jedrarna, ki služi za pripravo raznovrstnega kaluparskega materiala. V četrti, najširši ladji je oblikovalni in livni prostor. Ta ladja ima 2.500 kv. metrov površine in je opremljena z dvema žerjavoma. Oblikovalnica je urejena za ročno kaluparjenje srednjetežkih odlitkov od 50 do 15.000 kg surove teže. V glavnem krije lastne potrebe podjetja, obenem pa izdeluje specialno litino, predvsem 12 % manganovo litino za potrebe rudarstva in industrije. V peti ladji je čistilnica, ki je opremljena z vsemi modernimi napravami za čiščenje odlitkov. Za termično obdelavo jeklene litine so postavljene tri žarilne peči. Večja ima 60 m3 prostornine, manjši služita tudi za kaljenje 12 % manganove litine. Pred pečmi je zgrajen tudi vodni bazen za termično obdelavo, predvsem manganove litine.«
Skratka, proizvodnja vseh treh livarn, ob sivi in livarni jekla je obstajala še livarna barvastih kovin, je bila skupaj z modelno mizarno, pločevinarno in kovačijo vsa leta svojega delovanja vezana predvsem na razvoj proizvodnih programov celotnega podjetja. Neobdelani in obdelani ulitki iz sive, jeklene, manganske in specialno visokolegirane litine so se namreč uporabljali čisto v vseh segmentih strojne opreme, torej tako za hidroelektrarne, črpalne postaje, transportne naprave, železarsko, cementno, papirno in kemično industrijo, ladjedelništvo, kamnolome, rudnike, kakor tudi pri preoblikovalnih strojih in tipiziranih strojnih delih, kot so sklopke različnih vrst, zobniški prenosniki, ležaji in podobno. Najbolj izstopajoči so na primer ulitki za gonilnike, vodilne in gonilne lopate ter obroče za turbine hidroelektrarn, okrovja in ventili za parne turbine, glave cilindrov, bati, kolena in gredi za dizelske motorje, ulitki za žerjave, reduktorje, armature za elektro in kemično industrijo, razne dele črpalk, če naštejemo le nekaj konkretnih proizvodov.
Čeprav je šlo za proizvodnjo izredno širokega spektra izdelkov, so bili vsa leta to bolj ali manj unikatni, nenehno se spreminjajoči in zato razmeroma maloserijski proizvodi, kar pa je seveda zahtevalo stalno znaten angažma »množice strokovno usposobljenih kadrov«, ki so sprotno konstruktorsko načrtovali in tehnološko prilagajali postopke. Ker je šlo za osnovne in raznovrstne dele hidravličnih strojev, so bili ti izdelki – polizdelki po svoji obliki ali preprosti ali zelo zapleteni, po velikosti od razmeroma majhnih do ulitkov ogromnih dimenzij in teže. Leta 1969 je bil na primer v livarni sive litine za avstrijsko podjetje Andritz iz visokokakovostne sive litine ulit do tedaj največji ulitek, dvodelni pogonski obroč, ki je tehtal 21 ton. Največja dosežena teža je bila sicer 30 ton.
Da so lahko konkurenčno nastopali tako na zahtevnih svetovnih trgih kakor v domačem, jugoslovanskem okolju, so morali ves čas skrbeti, da so šli v razvoju tehnologije v korak s časom. Sprva so bili vsi ulitki sive litine iz ene same kvalitete litine. Med 1950 in 1955 so bili sposobni izdelati že tri ločene kvalitete. Po leta 1955, ko so ustanovili tudi tehnološki oddelek, pa so osvojili modificiranje oziroma postopek cepljenja sivih litin, ki je privedel do 6 lastnih kvalitet cepljenih litin z različnimi razteznostnimi trdnostmi. Zlasti zahteve naročnikov po kvaliteti in vrsta strojnih elementov so določili, katere vrste litina z zagotovljenimi lastnostmi se bo v postopku livarske tehnologije uporabila. Livarna sive litine je odslej izdelovala ulitke iz navadnih, visokovrednih in legiranih litin. Od najmanjših in enostavnih do ogromnih in kompliciranih, od 1 kg do 30 t teže. Posebno mesto v tem segmentu je predstavljala proizvodnja tankostenskih ulitkov za dizelske motorje, ki jim jih je uspelo narediti po novi metodi izdelave form s hitro strjujočimi se mešanicami peskov na osnovi furanski smol. To »revolucionarno« tehnologijo, ki je prinesla v delovni postopek vrsto prednosti – izredno hitro izdelavo, veliko dimenzijsko točnost in neoporečne površine ulitkov, so od 1969 začeli uporabljati tudi za druge, tudi težke jeklene ulitke. V livarni jeklene litine pa so tudi že pred povečanjem zmogljivosti leta 1983 lahko proizvedli širok spekter ulitkov iz nelegirane jeklene litine, malo legirane jeklene litine za poboljšanje, površinsko kaljenje in za povišane temperature ter močno legirano jekleno jeklo, odporno proti koroziji, kavitaciji in obrabi. Najbolj tehnološko zahtevne so bile specialne litine, ki so nudile odpornost proti obrabi, koroziji, kislinam in ognju in so jih potrebovali zlasti v cementni, papirni, prehrambni, kemični in atomski industriji pa tudi v kamnolomih in rudnikih. Od začetnih nekaj deset ton v 50. letih je proizvodnja specialnih litin na primer sredi 70. let narasla že na 2000 ton letno. Razmerja med potrebami lastnega proizvodnega programa in naročili od zunaj so se sicer spreminjala. Toda v 80. letih so na primer od celotne proizvodnje treh livarn za lastne tovarniške produkte potrebovali le še od 30 do 40 procentov svojih zmogljivosti, za ostalo jugoslovansko tržišče in izvoz tako na vzhod kakor zahod pa so namenili ostalih 60 do 70 odstotkov.
V povezavi z zagotavljanjem čim ustreznejše kvalitete livarskih izdelkov moramo omeniti še, da čeprav prva leta ni bilo izoblikovanih nekih pogojev, standardov, so že kmalu po začetkih delovanja livarn ustanovili tudi kemični, mehanski in metalografski laboratorij ter laboratorij za kontrolo formarskih in jedrarskih mešanic. Njihovo delo je bilo nujno v postopku priprave materialov ter kontrole izdelkov. Ko so čez čas dobili še opremo za defektorske preiskave, so imeli vse pogoje, da so v proizvodnji vseh vrst ulitkov zadostili najbolj zahtevnim mednarodnim standardom, ki so jih določali naročniki in mednarodne prevzemne organizacije (Jugoregister, Loyd’s Register of Schipping, Bureau Veritas, Norske Veritas, ruski in kitajski register, Germanische Lloyd, ameriški ABC in drugi).