En 1866, Philibert Vrau (1829-1905), fils du fondateur, s’associe avec son beau-frère, Camille Féron-Vrau (1831-1908), ancien professeur de clinique médicale. Ces deux figures marquent durablement l’histoire de l’entreprise, tant par l’ampleur qu’ils donnent aux établissements Vrau que par leur engagement dans les œuvres sociales. Membres de l’Association catholique des patrons du Nord, leur notoriété dépasse le cadre de la région. Vers 1875, les établissements prennent une place considérable dans la filterie lilloise : ils occupent 1 100 ouvriers. Le produit le plus célèbre de la maison est le fil "Au Chinois", déposé en 1847.
En 1887, Paul Féron-Vrau (1864-1955), fils de Camille, devient l’associé de son père et de son oncle.
Jusqu’en 1920, dans un contexte concurrentiel important, la maison Vrau fait évoluer sa production. Au fil à coudre en lin, s’ajoutent progressivement les autres fils naturels et synthétiques adaptés au développement de la machine à coudre. La plus grande partie des fils à coudre est vendue en mercerie, et la maison fournit également l’industrie de la confection.
La crise économique de 1929 et les deux guerres mondiales ne sont pas sans conséquence sur les ventes, certaines fabrications annexes au fil à coudre émergent : la fabrication de pelotes de fine ficelle en lin dit « gros bis » et les fabrications utilisant le matériel à glacer les fils.
Dans les années 1950, la maison Vrau complète sa gamme d’articles vendus en passant des accords avec des fabricants de rubans et de lacets. En situation financière délicate, la SARL Vrau est transformée en société anonyme à la demande de Xavier Théry en 1965, nouvellement président directeur général. Elle devient une société anonyme à caractère familial, dont 95 % des actions appartiennent aux familles des fondateurs et 5 % au personnel de la société.
La présidence de Xavier Théry est notamment marquée par une participation soutenue à des groupements d'intérêt économique (GIE), dont Europa-Distribution, qui permet la vente en libre-service. De 1981 à 1988, elle participe également au GIE DAMEX, dédié à l'export.
Des années 1960 aux années 1990, l'entreprise procède à divers rachats de sociétés ou de marques, dont l'entreprise lyonnaise Monnier-Montange (1968), Les Filatures et Filteries de France (1977), la Société vosgienne XF (1989), SEG Grenet de Paris (1991), Prodis (1992), Bailleul (1994), et enfin Brodart (2001) et "Mes plus belles créations" (2003). Les marques reprises sont également nombreuses, comme la laine "Saint-Pierre", le fil "Au Conscrit", "Smyrnalaine", ou "Madeira".
L'entreprise développe aussi de nouvelles créations : en 1971, les ouvrages de dame, rebaptisés "ouvrages de loisirs" (ODL), sont étendus avec une gamme de tapisseries et broderies présentées sous forme d'ensembles comportant la toile, le fil, l'aiguille, la notice et parfois le cadre. La collection, présentée sous la marque "Princesse", se développe en France et à l'étranger. Le modèle le plus vendu reste celui de la tapisserie de Bayeux. L'entreprise innove également en créant des fils spéciaux pour tableaux à fil tendu, ainsi qu'un fil de polyester glacé pour les coutures solides.
Le contexte économique du début des années 2000, marqué par l'apparition de nouveaux concurrents dont la Turquie, ne favorise pas l'entreprise. En 2005, après un premier redressement judiciaire, l'essentiel des activités de fabrication des fils à coudre, d'impression des canevas et de conditionnement des kits sont confiés à des sous-traitants. Peu après, l'entreprise, alors dirigée par François-Xavier Théry, dépose le bilan. Les Établissements Vrau sont radiés du registre du commerce en 2010.
