پژوهشگاه صنعت نفت در آغاز با نام «اداره توسعه تحقیقات شرکت ملی نفت ایران» در سال 1338 تاسیس شد و هدف اولیه آن، تحقیق و پژوهش در زمینه کاربرد مواد نفتی بود. بعد از پیروزی انقلاب اسلامی، نام این سازمان به «مرکز پژوهش و خدمات علمی» تغییر یافت و به توسعه فعالیت‏ها در راستای اهداف موردنظر پرداخت. در سال 1368، این مرکز، طبق موافقت‏نامه اصولی شورای گسترش وزارت فرهنگ و آموزش عالی، «پژوهشگاه صنعت نفت» نام گرفت و با هدف انجام تحقیقات بنیادی، کاربردی و توسعه‏ای، به فعالیت‏های خود ادامه داد.

راهبرد پژوهشگاه صنعت نفت، ایجاد ارزش افزوده از راه تولید و تجاری‏سازی فناوری با رویکرد اصل انجام پژوهش برای توسعه و داخلی‌سازی فناوری‏های جدید است. فعالیت‏های پژوهشگاه در سه مجموعه «پردیس پژوهش و توسعه صنایع بالادستی نفت»، «پردیس پژوهش و توسعه صنایع پایین‏دستی نفت» و «پردیس پژوهش و توسعه انرژی و محیط زیست» انجام می‏شود.