大赛每年于3月左右发布“中国石油工程设计大赛实施方案”。实施方案由大赛组委会依据中国石油工程设计大赛章程制定，当年的大赛将依据实施方案完成赛题发布、作品认定、作品提交、总决赛等主要流程。实施方案包括大赛简介、赛题、评审流程、奖项设置、日程安排等内容，并附组委会的联系方式。
大赛主要面向全日制普通高校和科研院所在校研究生，鼓励本科生和专科生参加。参赛学生需根据参赛组别组成 1-5 人的团队，学历构成不限。选手可同时参加两个类别的比赛，但同一类别内，只能选择参加其中 1 个组别。
大赛采取网上报名的方式。每年3至4月间（具体时间段以当届实施方案为准），参赛学生可登陆大赛官网，点击“网上报名”进行在线注册并报名。报名之后，大赛组委会向各高校核实报名信息，并在网上公布成功报名参赛队伍名单。未经审批的报名信息，大赛组委会视为无效信息。
赛题分为方案设计类和软件开发类两大类。
（1）方案设计类
大赛专家委员会提供现场油（气）田区块的地质资料，参赛学生完成油（气）田开发方案设计，主要包括油（气）藏工程、钻完井工程、采油（气）工程、地面工程和HSE与经济评价等部分设计，赛题设置综合组、单项组和创新组，每人只限参加方案设计类一个组别的比赛。
（2）软件开发类
选手根据赛题主题要求，基于斯伦贝谢公司的Ocean平台进行软件开发，作品完成后，提交插件程序、代码、用户手册等。
参赛学生按官网提供的内容要求、格式要求和提交要求成功地提交论文后，大赛专家委员会将对各分赛区提交的作品进行认定，选出有效作品。
大赛要求内容完整，方案设计类作品应按照《斩获卓越杯——中国石油工程设计大赛指南》 中方案设计类作品写作指南完成，创新组作品应有详细的说明书及必须的附件。设计方案必须有详细的计算过程和充分的论证。大赛强调作品原创、禁止抄袭，创新组作品禁止使用已有专利、著作或论文。若引用他人成果，需说明并指明出处。
各分赛区依据评审标准完成赛区有效作品的评审，产生晋级总决赛作品、全国三等奖、鼓励奖和成功参与奖。其中，方案设计类由各分赛区组织评委评审；软件开发类由斯伦贝谢公司组织评审。
晋级团队将在全国总决赛期间进行现场答辩，答辩分现场陈述和问答环节。专家委员会对团队答辩情况进行打分，由评分得出一等奖、二等奖和部分三等奖，并从方案设计类综合组一等奖中选出一组获得卓越杯。大赛官方还将通过媒体展示晋级团队的优秀风采。
全国总决赛一般于5月底或6月在中国石油大学（北京）举办，总决赛包括现场陈述和评为问答两个环节，由大赛组委会统一安排。现场答辩队伍需准备答辩相关材料。
组委会会议常于每年总决赛结束后举行。组委会会议将审议大赛筹备工作报告，审议大赛专家委员会评审工作报告，审议大赛章程，研讨大赛发展等。大赛组委会主任、委员，各主办单位、支持单位和各分赛区相关部门负责人将参加会议。
每届大赛的颁奖大会于组委会会议后，在中国石油大学（北京）隆重举办。颁奖大会包括为大赛获奖团队领奖，主办单位、支持单位和承办单位领导致辞和讲话，参会领导和嘉宾为或将高校、团队和受表彰个人代表颁奖、“卓越杯”团队作品展示等事项 。第十届大赛的颁奖晚会因疫情原因取消，卓越杯奖项在总决赛答辩后宣布 。
据悉，为了加强学术和人文交流，在主体赛事之外，大赛还将联合其他机构举办全国石油高校石油文化作品展、全国石油工程知识竞赛、国际石油工程知识竞赛、SPE文化之夜、全国博士生学术论坛、案例分析大赛、企业人才见面会等多项活动，以及9场相关配套活动。
