1951年——西北石油工业专科学校正式成立。
1958年——为适应石油工业大发展对人才的需求，经国务院批准，西安石油学院宣告成立。
1969年——学院因“文革”而改厂。
1980年——西安石油学院恢复重建。
2000年——学校由中国石油天然气集团公司所属划转为中央与地方共建、以陕西省为主管的普通高等学校。
2003年——学校更名为西安石油大学。
2009年——陕西省人民政府与中国三大石油公司签署了共建西安石油大学协议。
学校肇始于1951年创立的西北石油工业专科学校。1958年，升格为西安石油学院。1969年，学院改厂停办。1980年，西安石油学院恢复重建。2000年，由中国石油天然气集团公司所属划转为中央与地方共建、以陕西省人民政府管理为主。2003年，更名为西安石油大学。
学校雁塔校区位于西安高新技术产业开发区电子工业园，明德校区位于西安市丈八东路，鄠邑校区位于西安市鄠邑区西安沣京工业园。学校占地2078亩，固定资产总值28.08亿元，仪器设备总值6.03亿元。
学校面向全国31个省、自治区、直辖市和港、澳、台地区招生，设有14个学院和2个直属系。现有本科生1.6万余人、全日制博士硕士研究生2300余人、非全日制硕士研究生1100余人、各类来华留学生1000余人，继续教育学生1800余人。建校以来，累计培养各类毕业生近15万人。
学校学科特色鲜明，学科门类较为齐全，具有从本科、硕士研究生到博士研究生完整的人才培养体系。学校有1个博士学位授权一级学科，15个硕士学位授权一级学科，13个硕士专业学位授权类别，其中“石油与天然气工程领域”2011年获“全国工程硕士研究生教育特色工程领域”荣誉称号,是陕西省博士后创新基地。学校具有“推荐优秀应届本科毕业生免试攻读硕士学位研究生院校”资格。58个本科专业中有5个国家级特色专业、3个专业入选国家级一流本科专业建设点、11个专业入选省级一流本科专业建设点，5个国家“卓越工程师教育培养计划”试点专业、3个国家级专业综合改革试点项目、10个陕西省特色专业、5个陕西省名牌专业。有7个陕西省普通高等学校优势学科、1个陕西省普通高校哲学社会科学特色建设项目。
学校现有教职工1840余人，专任教师1150余人，具有高级职称660余人。有二级、三级教授36人；有博士生导师、硕士生导师510余人；具有博士学位的教师670余人。有国家突出贡献专家、享受国务院政府特殊津贴专家、全国模范教师、全国优秀教师、国家“千人计划”、“国家百千万人才”等人才近40人；有陕西省突出贡献专家、受聘陕西省“三秦学者”岗位、陕西省“百人计划”、“教育部新世纪优秀人才”、陕西省“三五人才工程”人才以及陕西省师德标兵、陕西省先进工作者、师德先进个人、优秀教师、教学名师、陕西省特支计划和陕西省人文英才等人才90余人。
学校高度重视教学工作，不断深化教学改革，全面提高教学水平和人才培养质量。2007年10月，在教育部组织的本科教学工作水平评估中获得优秀。近几年来，获国家级教学成果奖二等奖2项、省级教学成果奖24项、中国石油教育学会高等教育教学成果奖10项。有2门省级精品在线开放课程、有32门省级精品课程、13门省级精品资源共享课程、15门省级改造升级精品资源共享课程。有21个陕西省教学团队、2个陕西高校创新创业教育改革试点学院、14个陕西省实验教学示范中心及3个陕西省虚拟仿真实验教学中心、8个省级虚拟仿真实验教学项目、15个陕西省人才培养模式创新实验区，7个省级以上大学生校外实践教育基地（包含2个省级创新创业实践教育基地），2个陕西省高等学校创新创业试点学院,获批13个教育部产学合作协同育人项目,获批1个教育部“新工科”研究与实践项目，获批“陕西省高校实践育人创新创业基地”。学生参加各类学科竞赛和科技创新活动获省级及以上奖励3100余项。
学校坚持石油精神教育不断线，培养的学生以“为人诚实、基础扎实、作风朴实、工作踏实、开拓创新”而广受用人单位欢迎，本科毕业生“一次就业率”连续25年保持在90%以上，先后被教育部、陕西省评为毕业生就业工作先进单位、陕西省示范性高等学校毕业生就业创业指导服务机构，陕西省就业信息工作先进集体。
学校针对国家能源战略和区域经济社会发展需要，大力开展科学研究，科技实力不断提升。建有28个国家级、省部级科研基地，1个省级重点科技创新团队，3个陕西高校青年创新团队，形成了油气勘探理论技术与工程应用等7大特色优势科研领域。近五年，新增国家自然科学基金、国家社会科学基金等国家级和省部级研究项目近560项；科研总经费逾8亿元。获国家级和省部级科技奖励40项，其中：获国家科学技术进步奖一等奖1项、二等奖1项，省部级一等奖7项；公开、授权国家发明专利280余项；出版学术著作230余部；学术论文被SCI、EI、ISTP三大检索收录1500余篇。