La principal diferencia entre la minería del siglo XIX y la nueva minería de mediados del XX es la solución al tratamiento de los minerales complejos de la Sierra. Los miembros de la familia Celdrán se convirtieron en los primeros que apostaron por los lavaderos de flotación diferencial con una tecnología barata y asequible. En muy poco tiempo se harían con cinco lavaderos de mineral: Segunda Paz, Brunita, Ponce, Los Pajarillos, así como Pablo y Virginia. Además, inaugurarían la empresa Española del Zinc en la zona. Pero sí existe un nombre que ha quedado unido para siempre al resurgir de la minería unionense en la segunda mitad del siglo XX es el de la Sociedad Minero-Metalúrgica de Peñarroya España S.A., una multinacional francesa conocida en la zona como Peñarroya. Esta empresa, de la mano de la familia banquera Rothschild, ya había realizado a mediados del siglo XIX un intento de penetración en la Sierra Minera de La Unión, aproximación que se vio frustrada por, entre otros motivos, la baja cotización del plomo en ese momento.
Durante los primeros años del nuevo siglo la recuperación de la minería en La Unión hace que de nuevo la multinacional con sede en París se interese por las minas de la Sierra para su beneficio. Así absorbería y se fusionaría con algunas empresas instaladas en La Unión y Cartagena como Compagnie Française Des Mines et Usines d'Escombreras Breyberg, Sociedad Especial Emilia, Sociedad Regular Colectiva Española Gonzalo y Álvarez Figueroa (familia que sería distinguida con el título de Conde de Romanones).
Uno de los pasos más importantes llevados a cabo por Peñarroya fue adquirir en 1930 el 50% de la Sociedad Minero-Metalúrgica Zapata Portmán, S.A. (anteriormente Mancomunidad de Miguel Zapata e Hijos) que pasaría a disponer de un capital social de 26 millones de pesetas. No obstante, la situación familiar, el contexto económico y las necesidades de la empresa francesa hicieron que en 1954 Peñarroya adquiriera el restante 50%, iniciando una concentración de concesiones mineras bajo su control, con el fin de explotarlas a cielo abierto para conseguir una mayor rentabilidad.
En estos años se iniciaron los trabajos de desmonte en la explotación Emilia y la construcción en Portmán del túnel José Maestre y el Lavadero Roberto, el mayor de Europa en su época, capaz de tratar diariamente 2.400 toneladas de mineral bruto. Las explotaciones a cielo abierto comenzaron definitivamente en 1957 y durante algo más de dos décadas encumbraron a la minería de La Unión a los primeros puestos en España, produciendo un 60% del total nacional de Galena y un 50% de la plata española. Además mantuvo posiciones cabeceras en la extracción de pirita y blenda con un 26%, así como de otros minerales
Maquinaria moderna y canteras abiertas
Las grandes cortas o canteras a cielo abierto necesitaban de la maquinaria más sofisticada del momento. Así, gracias al préstamo de un millón de dólares concedido por los EE.UU. Peñarroya adquirió bulldozers americanos, perforadoras, tractores/orugas, camiones y excavadoras, entre otra maquinaria. Las canteras abiertas para la explotación fueron: Emilia, San Valentín, Tomasa, Gloria, Los Blancos I, San José y Brunita. Las 7 cortas alcanzaron una extensión de 50 Km2. Con el paso de los años se abrirían, además, Los Blancos II y Los Blancos III o La Sultana. El circuito que seguían los minerales desde su extracción pasaba por una Trituración Primaria, Molienda Semiautógena y Lavadero Roberto. Los estériles se arrojaban al mar.
Crisis y cierre de la minería unionense
Las explotaciones mineras de menor entidad no pudieron hacer frente a las inversiones necesarias para modernizar su trabajo. Los escasos beneficios obtenidos, en ocasiones grandes pérdidas, hicieron que durante los años 60' y 70' la mayoría de las minas cerrasen sus puertas y vendieran sus terrenos a Peñarroya que de un capital de 700 millones de pesetas en 1968 pasó a 2.155 en 1986.
Durante la década de los 80' confluyeron una serie de factores adversos que finalizaron con la salida de la compañía de La Unión y el ocaso de la minería. A la caída de las cotizaciones y el agotamiento de varias cortas (cierre de Emilia en 1982 y Los Blancos I en 1984) se le unió la movilización de la diputación cartagenera de El Llano del Beal, al acercarse la cantera Los Blancos III cada vez más a sus viviendas. A esta circunstancia se añadió la campaña llevada a cabo por grupos ecologistas, que denunciaban el desastre medioambiental que los estériles del Lavadero Roberto habían creado al anegar la Bahía de Portmán. La conjunción de estos problemas económicos, medioambientales y políticos hizo que Peñarroya vendiera en 1988 todas las explotaciones mineras a la empresa Portmán Golf S.A. Pero la crisis minera era ya imparable. En 1990 cerraría el Lavadero Roberto y un año más tarde definitivamente las labores extractivas de la minería en La Unión.