El petróleo crudo fue destilado por químicos persas, con descripciones claras dadas en manuales del Islam como los de Muhammad ibn Zakarīya Rāzi (854-925). Las calles de Bagdad estaban pavimentadas con alquitrán, derivado del petróleo que se hizo accesible desde los campos naturales de la región. En el siglo IX, los campos de petróleo fueron explotados en el área alrededor de la moderna Bakú, Azerbaiyán., Estos campos fueron descritos por el Islam geógrafo Abu al-Hasan ‘Alī al-Mas»ūdī en el siglo 10, y por Marco Polo en el siglo 13, que describe la salida de los pozos como cientos de cargas. Los químicos árabes y persas también destilan petróleo crudo para producir productos inflamables con fines militares.
antes del siglo XIX, el petróleo era conocido y utilizado de diversas maneras en Babilonia, Egipto, China, Filipinas, Roma y a lo largo del Mar Caspio., Se dice que la historia moderna de la industria petrolera comenzó en 1846 cuando Abraham Gessner de Nueva Escocia, Canadá, ideó un proceso para producir queroseno a partir del carbón. Poco después, en 1854, Ignacy Lukasiewicz comenzó a producir queroseno de pozos de petróleo excavados a mano cerca de la ciudad de Krosno, Polonia. La primera gran refinería de petróleo fue construida en Ploesti, Rumania en 1856 utilizando el abundante Petróleo Disponible en Rumania.
en América del Norte, el primer pozo de petróleo fue perforado en 1858 por James Miller Williams en Ontario, Canadá., En los Estados Unidos, la industria del petróleo comenzó en 1859 cuando Edwin Drake encontró petróleo cerca de Titusville, Pensilvania. La industria creció lentamente en la década de 1800, produciendo principalmente queroseno para lámparas de aceite. A principios del siglo XX, la introducción del motor de combustión interna y su uso en automóviles creó un mercado para la gasolina que fue el impulso para un crecimiento bastante rápido de la industria petrolera. Los primeros hallazgos de petróleo como los de Ontario y Pensilvania pronto fueron superados por grandes «auges» petroleros en Oklahoma, Texas y California.,
antes de la Segunda Guerra Mundial a principios de la década de 1940, la mayoría de las refinerías de petróleo en los Estados Unidos consistían simplemente en unidades de destilación de petróleo crudo (a menudo denominadas unidades de destilación de petróleo crudo atmosférico). Algunas refinerías también tenían unidades de destilación al vacío, así como unidades de craqueo térmico como visbreakers (interruptores de viscosidad, unidades para reducir la viscosidad del aceite). Todos los muchos otros procesos de refinación discutidos a continuación se desarrollaron durante la guerra o dentro de unos pocos años después de la guerra., Estuvieron disponibles comercialmente entre 5 y 10 años después del fin de la guerra y la industria petrolera mundial experimentó un crecimiento muy rápido. La fuerza impulsora de ese crecimiento en la tecnología y en el número y tamaño de las refinerías en todo el mundo fue la creciente demanda de gasolina para Automóviles y combustible para aviones.
en los Estados Unidos, por varias razones económicas y políticas complejas, la construcción de nuevas refinerías llegó a una parada virtual en la década de 1980., Sin embargo, muchas de las refinerías existentes en los Estados Unidos han renovado muchas de sus unidades y/o construido unidades adicionales con el fin de: aumentar su capacidad de procesamiento de petróleo crudo, aumentar la clasificación de octanaje de su producto gasolina, reducir el contenido de azufre de su combustible diesel y combustibles para calefacción doméstica para cumplir con las regulaciones ambientales y cumplir con los requisitos ambientales de contaminación del aire y contaminación del agua.