В настоящее время повышается актуальность задачи обеспечения устойчивого развития отраслей тяжелой промышленности. Однако для этого одних лишь теоретических и аналитических исследований недостаточно, и экономическая наука нуждается в разработке принципиально новых подходов к исследованию развития промышленных отраслей. Статья посвящена разработке и апробации имитационной модели развития отдельных отраслей экономики. В качестве объекта исследования выступает металлургическая отрасль, а также такие смежные отрасли, как добыча руд, машиностроение и производство готовых металлических изделий. Теоретическую основу исследования составляет системный подход, объединивший в себе теорию отраслевых рынков, экономического роста, экономики промышленности, системной динамики и математической экономики. В качестве основных методов исследования применены системный анализ, статистический анализ (для выявления тенденций изменения основных экономических показателей), эконометрическое моделирование (для построения производственных функций), а также математическое моделирование макроэкономических систем. В результате предложена имитационная модель, разработанная в нотации системной динамики с использованием программного продукта AnyLogic, позволяющая оценить развитие отдельных отраслей промышленности с учетом различных изменений. Данная модель построена на базе трехсекторной модели национальной экономики, где в качестве структурных элементов выделены отдельные отрасли, связанные динамическими петлями обратной связи. В работе подробно отражена структура имитационной модели, базирующейся на динамических уравнениях первого порядка, балансовых уравнениях и нелинейных производственных функциях. Имитационная модель позволила спрогнозировать ряд сценариев развития отраслей металлургии с учетом изменения трудовых ресурсов и инвестирования в основные производственные фонды. Результаты работы могут использоваться для формирования предложений по промышленной политике, а также мониторинга состояния и эффективности деятельности отдельных отраслей промышленности.