ד"ר בנימין בלוך, המנהל האדמיניסטרטיבי של המכון, תיכנן את תוכנית הפעולה למפעל התרופות. על-פי תוכניתו, המכון ייצר את התערובות לתרופות ויעביר אותן לחברה אחרת, שתהיה אחראית על ייצור התוצרים הסופיים, על הניסויים הקליניים, על השגת האישורים המתאימים, ועל הפרסום והשיווק – בדומה לאופן פעולתם של "תאים מסחריים" במכוני מחקר אחרים.
ב-14 באפריל 1939 התקיים במכון טקס הנחת אבן פינה לבניין וולף – מעבדה כימית טכנולוגית, בה עתיד היה לשכון המפעל הפרמצבטי הניסויי. כעבור כחצי שנה, עם פרוץ מלחמת העולם השנייה, נתבקש מכון זיו על-ידי גורמים פרטיים להכין תכשירים רפואיים הדרושים לשוק הארץ ישראלי, וגם הממשלה הטורקית התעניינה בנושא. במכון נערכו החוקרים לספק דוגמיות של התרופות לגורמים המתעניינים. הדוגמיות, שנשלחו לטורקיה, לסוריה, למחלקת הבריאות בירושלים ולחברה מסחרית בלונדון, זכו להצלחה.
בקיץ 1940 יצא בלוך ללונדון. אחד ההישגים של אותו ביקור היה ההחלטה לייסד חברה של תוצרי רפואה בא"י, שתיטול על עצמה ייצור של כמות מוגבלת של תרופות, ותשמש חלוצה לפני המחנה. בנוסף, נחתם חוזה עם חברת "גנאטוסאן" הבריטית בדבר שיתוף פעולה בפיתוח תעשייה פרמצבטית בפלשתינה ובמזרח הקרוב.
ב-3 בספטמבר 1941 נרשמה חברת תוצרי רפואה א"י (תרא"י) כחברה בע"מ. החברה העסיקה כתריסר מדענים ועובדים, וכללה גם מפעל לציפוי כלים בבקליט – כלים הנדרשים לתהליך הייצור. המפעל היה אמור לייצר את התרופות הבאות: Phanodorm ו-Evipan– כדורי שינה; Atebrin– נגד קדחת ומחלות דלקתיות; Plasmoquin– נגד קדחת; Novalginלהורדת חום ולשיכוך כאבים; Rivanol– נגד זיהומים; Prontosil Rubrum– נגד זיהומים ומחלות בקטריאליות. בשלב מסוים נשכרה מעבדה ברמת-גן, ובה התבצע חלק מייצור התרופות.
שיתוף הפעולה עם חברת "גנאטוסאן" עלה מהר מאוד על שרטון, וד"ר בלוך נאלץ לחפש חברות אחרות. באוקטובר 1942 נחתמו הסכמים בין מכון המחקר על-שם דניאל זיו, חברת תרא"י וחברת י. גרין מקהיר.
ביולי 1944 כתב לורד מלצ'ט לאוליבר סטנלי, שר המושבות: "...חושבני שתהיה מעוניין לעיין בקטלוג המסחר של פלשתינה... ההתפתחות של התעשייה הפרמצבטית שקטלוג זה מראה היא מרשימה ביותר... אין סיבה להניח שלפלשתינה לא יהיה עתיד ראוי בתעשיות הקלות והמתמחות בעולם, ובהחלט לא תהיה מוגבלת למזרח התיכון בלבד". בהקדמה לרשימת התרופות העיקריות המיוצרות בתרא"י, נכתב: "הצוות המדעי המיומן מאוד, הצוות הטכני של החברה, ומעבדות המחקר והבדיקה המודרניים, הם ערובה למוצרים בעלי איכות גבוהה". בנובמבר 1944 הביע ויצמן, במכתב לברגמן, את שביעות רצונו מאיכות מוצרי תרא"י. לרגל יום הולדתו ה-70 של ויצמן, שחל ב-27 בנובמבר באותה שנה, רשמו אותו עובדי תרא"י בספר הזהב של קק"ל בתרומה של 25 לא"י.
במהלך המלחמה פעלה חברת תרא"י ככל שאיפשרו תנאי המלחמה, ותפוקתה עלתה בהדרגה. עם זאת, חוסר הוודאות בקשר ליבוא חומרי גלם ותרופות ובקשר ליחס השלטונות לתעשיות המקומיות, נתן את אותותיו: מצבה הכלכלי היה עגום למדי, ומדי פעם עמדה סגירתה על הפרק. בכל פעם ניתנו אורכות שונות בתקווה לכסות את הגרעונות ולמצוא דרכים לפיתוחה – מתוך חשש שסגירתה תהיה מכה קשה לתעשייה הפרמצבטית בארץ- ישראל.
חרף ההפסדים הכספיים – שהעמידו שוב ושוב בספק את המשך פעילותה של החברה – סבר ויצמן שעליה להמשיך לפעול. עם תום המלחמה התאפשר שוב יבוא תרופות מחו"ל, ומנהלי החברה החליטו כי יש למזג אותה עם חברה מובילה שמתנהלת ביעילות.
ב-29 ביוני 1947 נמצא קונה לחברה – איש העסקים נחום אורטונברג מתל-אביב, מי שהיה בין מקימי "כימיפל" – חברת הפצה פרמצבטית לשיווק לבתי מרקחת. החברה עברה כולה לרמת-גן, והמכון המשיך במחקרים שונים לגבי תרופות. בשנת 1962 נרכש המפעל על-ידי קיבוץ מעברות, כמקור הכנסה נוסף על חקלאות וכתעסוקה לחבריו המתבגרים. עד 1967 נמשך הייצור ברמת גן, ואז הועבר המפעל כולו לקיבוץ מעברות. ב-29 באוגוסט 1973 הוחלף שם המפעל ל"תרימה" – ראשי תיבות של "תוצרי רפואה ישראליים מעברות בע"מ".
כיום מייצרת החברה מיגוון רחב של תרופות המשווקות בארץ ובחו"ל, ועוסקת גם ביבוא. כ-9%-8% מהכנסותיה מושקעים במחקר ובפיתוח תכשירים גנריים חדשים, והמפעל עומד עתה בפני התרחבות. עם זאת, אין הוא שוכח את מייסדיו, ובחדר צנוע בקיבוץ מעברות מוצגים דרך קבע פריטים שונים על אודות ראשיתה של החברה.