1951年，新中国第一所专门培养石油工业技术干部的学校——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，经过国务院批准，在西安石油学校的基础上，成立了西安石油学院。

1969年，学院因“文革”而改厂。

1970年，因“文革”而停止招生。

1980年，经国务院批准恢复招生，并在西安市高新技术开发区建设了新的校区；

2000年，由中国石油天然气集团公司所属划为中央与地方共建以陕西省为主管的普通高等学校。

2003年，经国家教育部批准，西安石油学院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。

2012年，学校文史、理工类全部本科专业在陕西省进入“一批本科”批次招生。