西安石油大学肇始于1951年的西北石油工业专科学校。为适应石油工业大发展对人才的需求，1958年，经国务院批准，成立西安石油学院。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。2011年，学校被列为陕西省“十二五”期间高水平大学建设院校。