1952年11月，中央人民政府政務院批準建立北京石油學院。 [2]

1953年，為支持新中國的經(jīng)濟建設和石油工業(yè)發(fā)展，以清華大學石油系、化工系為基礎，匯聚北京大學、天津大學等高校的石油石化等系科，新中國第一所石油高等院?！本┦蛯W院正式創(chuàng)立，這就是中國石油大學的前身。

1960年，躋身國務院確立的64所“全國重點大學”行列。

由于文化大革命的沖擊，1969年學校遷至山東東營，更名華東石油學院。遷校造成了學校人財物的巨大損失，當時所有校舍僅是只有40000平方米的“干打壘”土房，沒有實驗室、圖書館和運動場。面對困難，師生們自力更生、艱苦創(chuàng)業(yè)，在鹽堿灘地上把學校再建了起來。

1981年6月，在北京石油學院原校址內(nèi)成立研究生部。

1988年，更名“石油大學”，校本部設在北京，由石油大學（北京）和石油大學（華東）兩部分組成；石油大學（北京）在1989年面向全國恢復招收本科生。

1997年，學校正式進入國家“211工程”首批重點建設的高等院校行列。

2000年，學校由中國石油天然氣集團公司劃歸教育部直屬管轄，同年6月，學校成立研究生院。

2001年，礦產(chǎn)普查與勘探、油氣井工程、油氣田開發(fā)工程、油氣儲運工程、化學工藝等5個二級學科被評定為國家重點學科。

2003年，教育部與中國石油天然氣股份有限公司、中國石油化工集團公司、中國海洋石油總公司簽署共建石油大學的協(xié)議。

2005年1月，石油大學更名“中國石油大學”，石油大學（北京）也相應更名為“中國石油大學（北京）”。

2006年，學校以優(yōu)秀的成績通過教育部本科教學工作水平評估；同年，“油氣資源勘探開發(fā)與轉(zhuǎn)化創(chuàng)新平臺項目”進入“國家985工程優(yōu)勢學科創(chuàng)新平臺”。

2007年，“工業(yè)催化”學科和“地球探測與信息技術”學科被批準為國家重點（培育）學科，在石油石化領域優(yōu)勢突出。

2010年，被教育部評為“全國畢業(yè)生就業(yè)典型經(jīng)驗高?！薄?[8] 同年加入上海合作組織大學。 [44]

2013年，加入中俄工科大學聯(lián)盟。 [44]

2014年，學校的科研成果“復合離子液體碳四烷基化生產(chǎn)高品質(zhì)清潔汽油新技術”入選“中國高等學校十大科技進展”。 [9]

2014年5月，教育部與中國石油天然氣集團公司、中國石油化工集團公司、中國海洋石油總公司、神華集團有限責任公司、陜西延長石油（集團）有限責任公司等五大能源企業(yè)集團公司共建中國石油大學〔包括中國石油大學（北京）、中國石油大學（華東）〕協(xié)議正式簽署。 [10]

2015年1月，中國石油大學（北京）北京工程師學院暨全國示范性聯(lián)合培養(yǎng)基地揭牌儀式在中國石油集團鉆井工程技術研究院舉行。 [11] 12月，中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)揭牌儀式在烏魯木齊舉行。 [12]

2017年9月，中國石油大學（北京）“雙一流”建設高校名單。 [13] 同年，加入中俄綜合性大學聯(lián)盟。 [44]

2018年1月18日，1月18日，中國石油大學（北京）昌平區(qū)南環(huán)路15號的東校園揭牌，正式啟用。 [51] 3月，學校入選教育部首批“新工科”研究與實踐項目。9月，世界能源大學聯(lián)盟在中國石油大學（北京）揭牌成立。12月，中國石油大學（北京）人工智能學院成立。 [4] [14-15]

2019年2月，學校成為首批“北京市知識產(chǎn)權示范單位” [16]

2020年9月30日，成為高?！百Y源環(huán)境扶貧聯(lián)盟”成員。 [17]

2021年9月，學校成立碳中和未來技術學院、碳中和示范性能源學院和數(shù)智油氣現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院 [46] 。