2002年7月，國家實施西部大開發戰略的標志性工程———西氣東輸工程在人民大會堂舉行隆重的開工典禮，向世人宣告舉世矚目的西氣東輸工程進入建設期。

2003年4月，普光1井獲日產天然氣103萬立方米的高產氣流，標志著發現了迄今為止國內規模最大、豐度最高的特大型整裝海相氣田—普光氣田，是我國海相沉積理論研究和實踐的重大突破。

2004年10月，西氣東輸工程實現全線投產。塔里木天然氣和長慶天然氣同時向下游供氣。

2006年1月，國家發改委印發《煉油工業中長期發展專項規劃》和《乙烯工業中長期發展專項規劃》。規劃到2010年，我國煉油工業新增原油加工能力9000多萬噸。

2006年11月，中國石化鎮海煉化年產一百萬噸乙烯項目開工建設，標志著中國石化在專利技術、自主設計、自主建設等重要環節上具備了建設高科技、世界級大型乙烯的能力，標志著中國乙烯工業發展進入了一個新的階段，中國乙烯工業總體水平步入世界先進國家行列。

2007年7月，國家發改委公布《能源發展“十一五”規劃 》，提出“加快開發石油天然氣” 計劃到2010年，全國原油、天然氣產量分別達到1.93億噸和920億立方米。

2008年1月，中國煉油催化應用科學的奠基者、中國科學院、中國工程院院士閔恩澤先生獲得國家最高科學技術獎。

2008年2月，西氣東輸二線工程西段在新疆鄯善、甘肅武威、寧夏吳忠、陜西定邊4個標段同時開工。

2008年7月，中亞天然氣管道中哈段在哈薩克斯坦阿拉木圖開工建設，中哈段全長1300千米。公司與哈薩克斯坦國家石油天然氣公司成立的中哈天然氣管道合資公司(AGP)，將負責中亞天然氣管道在哈薩克斯坦境內的建設和運營。

2009年9月，獨山子石化千萬噸煉油百萬噸乙烯工程全面建成投產，進入生產運營階段。該項目總投資約300億元，包括9套煉油裝置和12套化工裝置。

2009年11月，山西沁水盆地煤層氣田示范工程(一期)竣工投產。這是國內第一個整裝煤層氣田商業化運營項目，包括一座年產處理能力10億立方米的煤層氣處理中心和一個年生產能力6億立方米的煤層氣田。

2010年6月，《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》由第十一屆全國人民代表大會常務委員會第十五次會議通過，自2010年10月1日起施行。

2010年7月，國家乙烯“十一五”規劃重大工程暨百萬噸級乙烯技術裝備本土化依托工程——鎮海煉化百萬噸乙烯及配套項目全面建成投產。

2010年8月，國家“十一五”重大工程——川氣東送工程正式投入商業運營階段，橫穿8省市，設計能力年輸凈化天然氣120億立方米，成為繼西氣東輸后又一條貫穿我國東部地區的管道大動脈。

2010年9月27日中俄原油管道全線竣工，中國國家主席胡錦濤和俄羅斯總統梅德韋杰夫共同出席竣工儀式。

2010年12月，中國海洋石油總公司宣布：公司所屬海域油氣年產量突破5000萬噸，相當于建成一個“海上大慶油田”。

2011年6月，勝利油田發現50周年產油10億噸，為保障國家能源供應做出巨大貢獻。

2011年6月，西氣東輸二線干線工程全線建成投運，從中亞地區引進的天然氣到達廣州分輸壓氣站。

2011年9月，元壩氣田通過國土資源部礦產資源儲量評審委員會專家組審定，是我國迄今發現的埋藏最深的海相大氣田。

2012年6月，《國家能源局關于鼓勵和引導民間資本進一步擴大能源領域投資的實施意見》出臺，支持民間資本進入油氣勘探開發領域，與國有石油企業合作開展油氣勘探開發。