Enligt affären ska Baosteel ta över sin mindre konkurrent Wuhan Iron and Steel.
Båda företagen är majoritetsägda av staten.
Tillkännagivandet kommer när Peking försöker se över stålindustrin, en av landets uppsvällda statliga sektorer.
Koncentrationen kommer att skapa ett nytt företag, China Baowu Iron and Steel Group. Baserat på uppgifter från 2015 har de två företagen tillsammans en årlig produktion på cirka 60 miljoner ton per år, vilket skulle göra den till landets största ståltillverkare.
Globalt sett skulle det vara näst efter Luxemburg-baserade ArcelorMittal.
Baosteels nettovinst föll 83 % till 1 miljard yuan (150 miljoner dollar) förra året, medan Wuhan förlorade 7,5 miljarder yuan, en kraftig minskning från sin 1,3 miljarder yuan nettovinst 2014.
Efterfrågan på stål i Kina, såväl som globalt, har minskat under det senaste året, eftersom landets ekonomiska tillväxt har avtagit.
Den resulterande överproduktionen har sett ståltillverkare runt om i världen drabbas av enorma förluster. Kina har anklagats för prisdumpning - att sälja sitt stål billigt utomlands för att rensa sina lager.
I april lovade Kina att minska sin stålproduktion, efter ett krismöte där 30 nationer deltog.
Under de senaste 25 åren har den kinesiska stålproduktionen expanderat enormt och produktionen har ökat mer än tolvfaldigt.
Kina tillverkade mer än 822 miljoner ton stål 2014 och förväntas producera ännu mer i år. Den beräknade efterfrågan på stål under 2016 är dock endast 672 miljoner ton.
Två av Kinas största stålföretag har meddelat planer för en sammanslagning, vilket skapar världens näst största ståltillverkare, eftersom industrin kämpar med global överproduktion.