ทั้งนี้ เมื่อปี 2548 กรมการค้าต่างประเทศ เป็นผู้ริเริ่มโครงการส่งเสริมให้นักลงทุนไทยขยายการลงทุนในประเทศเพื่อนบ้าน (ลาว พม่า กัมพูชา และเวียดนาม) ซึ่งบริษัท น้ำตาลมิตรผล จำกัด เป็นหนึ่งในบริษัทที่ได้ร่วมโครงการและสนใจที่จะเข้าไปลงทุนใน สปป. ลาว โดยได้ดำเนินการสำรวจ ประสานงานอย่างต่อเนื่องกับภาครัฐของ สปป. ลาว จนได้มีการลงนามในบันทึกความเข้าใจ (MOU) โครงการพัฒนาที่ดินเพื่อการปลูกอ้อยและสร้างโรงงานน้ำตาลในแขวงสะหวันนะเขต ระหว่างรัฐบาล สปป. ลาว และบริษัทน้ำตาลมิตรผล จำกัด เมื่อวันที่ 14 มีนาคม 2549 ณ นครหลวงเวียงจันทน์ ประเทศลาว เพื่อสำรวจเตรียมการพื้นที่และเพาะปลูกอ้อย สำหรับป้อนโรงงานน้ำตาล
ในช่วงแรกบริษัทฯ ได้เข้าไปบุกเบิกพื้นที่ และยังได้นำเทคโนโลยีการปลูกอ้อย พร้อมถ่ายทอดความรู้ความเข้าใจในการปลูก และดูแลรักษาอ้อยแก่เกษตรกรลาว และดำเนินการต่อเนื่องจนสามารถจัดตั้งโรงงานน้ำตาลในชื่อ “บริษัท น้ำตาลมิตรลาว จำกัด” ซึ่งเป็นชื่อที่ได้รับการคัดเลือกผ่านโครงการประกวดตั้งชื่อจากประชาชนชาว สปป. ลาวทั่วประเทศ โรงงานฯ ได้เริ่มดำเนินการหีบอ้อยเมื่อวันที่ 27 พฤศจิกายน 2551 โดยมีปริมาณอ้อยเข้าหีบ 221,445 ตัน สามารถผลิตน้ำตาลทรายได้ 23,940 ตัน โดยส่งออกไปตลาดสหภาพยุโรป 22,940 ตัน และบริโภคภายในประเทศ 1,000 ตัน จากความตั้งใจจริงของเครือมิตรผลในการสร้างอุตสาหกรรมภายในประเทศ และเสริมสร้างความภาคภูมิใจของประเทศ เป็นสินค้า MADE IN LAOS อย่างแท้จริง รัฐบาล สปป. ลาว ได้เห็นชอบให้มีพิธีลงนามในสัญญาเช่าที่ดินระหว่างองค์กรที่ดินแห่งชาติ สปป. ลาว และบริษัท น้ำตาลมิตรลาว จำนวน 10,000 เฮกตาร์ (62,500 ไร่) และบริษัทฯ มีแผนจะขยายพื้นที่เพาะปลูกอย่างต่อเนื่อง โดยมีเป้าหมายการหีบอ้อย 400,000 ตัน และผลิตเป็นน้ำตาลทราย 44,000 ตัน ต่อไปในอนาคต