На рубеже веков на долю России приходилось более 30 % мировой нефтедобычи. Компания «Шелл Транспорт и Трейдинг», которая позже стала частью «Роял Датч/Шелл», начала свой бизнес с перевозок нефти, добываемой Ротшильдами на Каспии, в Западную Европу. Но из-за использования постепенно устаревающих технологий нефтедобычи и отсутствия капитальных инвестиций в новые технологии за период с 1904 по 1913 год российская доля в мировом экспорте нефти сократилась с 31 до 9 %.

В 1901–1913 годах страна добывала приблизительно 11 млн тонн нефти. Сильный спад произошел во время Гражданской войны. В 1918 году Советская Россия национализировала частные нефтяные компании. К 1928 году добыча нефти была снова доведена до 11,6 млн тонн.

За время Гражданской войны технологически страна очень отстала. Когда начали восстанавливать народное хозяйство, то пришлось ушедшие далеко вперед технологии и оборудование закупать за рубежом, в первую очередь в США.

Первая в СССР трубчатая установка компании «Гревер Корпорейшн» мощностью 450 тыс. тонн сырья в год была введена в эксплуатацию в 1929 году. Всего в 1929–1932 годах в СССР построили 26 американских трубчатых установок. С 1925 года закупались за рубежом и крекинг-установки. В целом за годы первой пятилетки мощность нефтеперерабатывающих заводов страны увеличилась в 1,83 раза.

В предвоенные годы сложность состояла в том, что постоянно увеличивалась доля тяжёлой нефти в добыче. В 1937 году она уже составляла 53,4 %. Возникла необходимость на собственной базе разработать оборудование, способное компенсировать снижение потенциала светлых продуктов за счет более совершенной и глубокой переработки сырья. В 1934 году специалисты института «Нефтепроект» спроектировали мощную нефтеперегонную установку с предварительным испарением бензиновых фракций производительностью 3 тысячи тонн в сутки и извлечением светлых нефтепродуктов не менее 93 % от потенциала. Следующим достижением инженеров «Нефтепроекта» стала двухпечная крекинг-установка, которая могла использовать любой сорт мазута без добавления соляровых фракций, раздельно крекировать лёгкое и тяжёлое сырьё, а также оснащалась оборудованием для очистки бензина. Её производительность была на 48 % выше показателя американской установки фирмы «Винклер-Кох», а по глубине отбора превосходила аналог на 45 %.

В годы Великой Отечественной войны главной задачей было обеспечение фронта топливом и смазочными материалами. В тот период в стране стали строиться первые опытные установки каталитического крекинга со стационарным слоем катализатора и реакторами периодического действия.

В первые годы Советской власти основными районами нефтедобычи были Бакинский и Северного Кавказа (Грозный, Майкоп). Закавказье и Северный Кавказ давали в 1940 году около 87 % нефти Советского Союза. Но вскоре их стало не хватать, потребовалась нефтеразведка. Были открыты и введены в строй месторождения Пермской и Куйбышевской областей, Башкирии, создана Волго-Уральская база. Обнаружены новые месторождения в Средней Азии, Казахстане, добыча нефти достигла 31,1 млн тонн.

Бурное развитие Урало-Поволжского нефтяного района, получившего название «Второе Баку», потребовало от отрасли разработки методов получения товарных нефтепродуктов из сернистых нефтей. Ответом стала разработка проекта комбинированной установки по переработке нефти мощностью 3 млн тонн в год. В ней совмещались процессы электрического обессоливания и обезвоживания, атмосферная и вакуумная перегонка нефти, термический и каталитический крекинг, коксование нефтяных фракций, адсорбция газов и стабилизация бензиновой фракции. Для высокосернистого сырья дополнительно был разработан технологический процесс гидроочистки реактивного и дизельного топлива.

В 1960 году Волго-Уральская нефтяная база давала около 71 % нефти страны. В 1950-х годах в Советском Союзе добывали 38 млн тонн, в 1960-х – 148 млн тонн. Рост обеспечивали новые освоенные месторождения в Западной Сибири, Белоруссии, Западном Казахстане, Оренбургской области и Удмуртии, на континентальном шельфе Каспийского моря. Новые перспективные месторождения были открыты в начале 1970-х годов в Коми и Архангельской области.

Нефть добывали в Западной Сибири, Казахстане, на полуострове Мангышлак в Каспийском море, в Средней Азии и на Сахалине, стал разрабатываться Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн.

При этом до конца 1950-х годов около 70 % всего энергопотребления СССР приходилось вовсе не на нефть, а на уголь, сланец, торф и дрова.

В начале 1970-х годов СССР начал нефть экспортировать. За два года, 1973 и 1974, доля нефти в экспорте СССР увеличилась с 17 до 31 %. Это произошло как раз во время мирового нефтяного кризиса. В сочетании ростом мировых цен на нефть это позволило за десять лет, с 1970 до 1980 года, увеличить валютную выручку в 15 раз.

С 1960 по 1985 год объём переработки нефти в СССР вырос в 3,7 раза и достиг 472 млн тонн в год.

К началу XXI века нефтегазовый комплекс России имел статус лидера экономического роста российской экономики.

В 2021 году отмечается 300-летие российского нефтяного дела. Символический отсчет ведётся с 1721 года, когда Берг-коллегия по указу Петра I дала специальное указание об организации разведки на нефть в Печорском крае.

Её использовали как вяжущее, не пропускающее воду вещество при строительстве различных зданий, сооружений, ёмкостей для хранения жидкостей, бассейнов, что подтверждают археологические находки.

Более лёгкие фракции, называемые «земляным или каменным маслом», использовали для смазки осей повозок, колесниц, пропитки факелов, заправки простейших светильников, пропитки наружной обшивки лодок, кораблей, защищающей их от гниения. Нефть также применяли в лечебных целях в основном для приготовления различных мазей, используемых при заболеваниях кожи.

В Библии написано о том, что Ной использовал при строительстве судна смолу, которая сделала его водонепроницаемым. Смолу и другие производные нефти вавилоняне применяли в кладке обожжённых в печи кирпичей, египтянам она была нужна для бальзамирования мумий, другие народы использовали её в медицинских целях.

Уже в эпоху античности битумы и нефть входили в состав различных горючих смесей, использовавшихся при обороне или осаде вражеских городов. Наиболее известным среди них был «греческий огонь» – вязкая воспламеняющаяся жидкость, активно применявшаяся византийцами. «Греческий огонь» нельзя было потушить водой, и огонь распространялся даже по поверхности моря в морских битвах, дотла сжигая вражеские боевые суда. Его состав хранился в строжайшем секрете, но, судя по всему, в него входила и нефть.

Однако нефть в военном деле использовали и другие народы. Римский учёный Плиний Старший, описывая походы римлян, упоминает, что защитники осаждённого города Лукула сбрасывали с городских стен на головы атакующих горшки с горящей нефтью. В боях с половецким князем Кончаком русские воины, как свидетельствует «Ипатьевская летопись», использовали стрелы с пучками тряпья, смоченными «земляной смолой».