1952年11月，中央人民政府政務(wù)院批準(zhǔn)建立北京石油學(xué)院。 [2]

1953年，為支持新中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和石油工業(yè)發(fā)展，以清華大學(xué)石油系、化工系為基礎(chǔ)，匯聚北京大學(xué)、天津大學(xué)等高校的石油石化等系科，新中國(guó)第一所石油高等院校——北京石油學(xué)院正式創(chuàng)立，這就是中國(guó)石油大學(xué)的前身。

1960年，躋身國(guó)務(wù)院確立的64所“全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)”行列。

由于文化大革命的沖擊，1969年學(xué)校遷至山東東營(yíng)，更名華東石油學(xué)院。遷校造成了學(xué)校人財(cái)物的巨大損失，當(dāng)時(shí)所有校舍僅是只有40000平方米的“干打壘”土房，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室、圖書(shū)館和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。面對(duì)困難，師生們自力更生、艱苦創(chuàng)業(yè)，在鹽堿灘地上把學(xué)校再建了起來(lái)。

1981年6月，在北京石油學(xué)院原校址內(nèi)成立研究生部。

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

1997年，學(xué)校正式進(jìn)入國(guó)家“211工程”首批重點(diǎn)建設(shè)的高等院校行列。

2000年，學(xué)校由中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司劃歸教育部直屬管轄，同年6月，學(xué)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(kāi)發(fā)工程、油氣儲(chǔ)運(yùn)工程、化學(xué)工藝等5個(gè)二級(jí)學(xué)科被評(píng)定為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科。

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

2005年1月，石油大學(xué)更名“中國(guó)石油大學(xué)”，石油大學(xué)（北京）也相應(yīng)更名為“中國(guó)石油大學(xué)（北京）”。

2006年，學(xué)校以優(yōu)秀的成績(jī)通過(guò)教育部本科教學(xué)工作水平評(píng)估；同年，“油氣資源勘探開(kāi)發(fā)與轉(zhuǎn)化創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目”進(jìn)入“國(guó)家985工程優(yōu)勢(shì)學(xué)科創(chuàng)新平臺(tái)”。

2007年，“工業(yè)催化”學(xué)科和“地球探測(cè)與信息技術(shù)”學(xué)科被批準(zhǔn)為國(guó)家重點(diǎn)（培育）學(xué)科，在石油石化領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)突出。

2010年，被教育部評(píng)為“全國(guó)畢業(yè)生就業(yè)典型經(jīng)驗(yàn)高校”。 [8] 同年加入上海合作組織大學(xué)。 [44]

2013年，加入中俄工科大學(xué)聯(lián)盟。 [44]

2014年，學(xué)校的科研成果“復(fù)合離子液體碳四烷基化生產(chǎn)高品質(zhì)清潔汽油新技術(shù)”入選“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”。 [9]

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

2015年1月，中國(guó)石油大學(xué)（北京）北京工程師學(xué)院暨全國(guó)示范性聯(lián)合培養(yǎng)基地揭牌儀式在中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院舉行。 [11] 12月，中國(guó)石油大學(xué)（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(guó)石油大學(xué)（北京）“雙一流”建設(shè)高校名單。 [13] 同年，加入中俄綜合性大學(xué)聯(lián)盟。 [44]

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

2019年2月，學(xué)校成為首批“北京市知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(xué)校成立碳中和未來(lái)技術(shù)學(xué)院、碳中和示范性能源學(xué)院和數(shù)智油氣現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院 [46] 。