1953年10月，石油钻采系成立，下设石油钻井、石油开采两个专业。以本科生教育为主，在钻井工程、采油工程方向招有少量研究生。

1961年6月，经石油部批准，石油钻采系更名为石油开发系。1962年8月，工业经济专业并入石油开发系。1966年“文化大革命”开始，学校正常的教学秩序受到严重干扰，学校停止招生，教研室由专业连队取代，教师被安排到油田生产现场开展“三结合”活动。

1971年，学校恢复招生，有124名学生（工农兵学员）进入石油开发系学习。1972年11月，学校将文革期间设立的专业连队撤销，恢复教研室建置。石油开发系设钻井、采油两个教研室。

1983年4月，工业经济专业从石油开发系划到新成立的管理工程系。1995年3月，石油开发系更名为石油工程系。

2001年3月28日，石油工程系改建为石油工程学院。2005年9月，2005级本科新生和研究生在青岛校区入学。2008年9月，学院主体转移到青岛校区，本科生和研究生全部在青岛校区就读 。