石油工程学院前身为油田开发系，组建于1958年7月，是西安石油大学的主干院系。1995年将钻井工程、采油工程和油藏工程专业合并为石油工程专业，1999年创办油气储运工程专业，2010年创办海洋油气工程专业。
经过半个多世纪的发展，石油工程学院建成了一支“学术水平较高、教学经验丰富、以中青年教师为骨干、团队成员密切协作”的师资队伍，形成了“严谨治学、诲人不倦”的优良作风，创建并发展了具有一定优势和特色的石油与天然气工程学科，为国家培养了一批又一批适应石油工业发展和地方经济建设需要的各类高素质应用型专门人才，在教学、科研、学科建设和学生工作等方面取得了丰硕成果。
学院现有教职工89人，其中专任教师77人；有博士39人，占专任教师的50.6%；硕士31人，占专任教师的40.3%；有教授21人（二级教授3人，三级教授1人，博士生导师4人），占27.3%；副教授23人，占29.9%；讲师29人，占37.7%，其他3人，占3.9%。同时学院拥有国家级有突出贡献专家、享受国务院政府特殊津贴专家1人，陕西省“三秦学者”岗位入选者1人，陕西省“百人计划”入选者2人，陕西省教学名师2人，陕西省师德标兵1人。
学院现有2个省部级重点学科（油气井工程学科、油气田开发工程学科），1个联合培养博士授权点（油气田开发工程），5个硕士学位授权点（油气田开发工程、油气井工程、油气储运工程、非常规油气工程、海洋油气工程）。
学院拥有1个联建国家工程实验室（低渗透油气田勘探开发国家工程实验室），1个教育部工程研究中心（西部低渗—特低渗透油田开发与治理教育部工程研究中心），3个省部级重点实验室（陕西省油气田特种增产技术重点实验室、CNPC油层改造重点实验室—高能气体压裂理论与工艺研究室、陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室），3个省部级工程及研究中心（CNPC石油钻井信息应用技术中心、CNPC高能气体压裂工程技术中心、陕西省油气钻采与污染控制工程技术研究中心），1个陕西省实验教学示范中心（石油与天然气工程实验中心），4个研究所（油气藏工程研究所、油气井工程研究所、采油气工程研究所、油气储运工程研究所），1个陕西省陕北能源化工人才培养基地。
学院本着“强化基础、发挥优势、拓宽领域、提高水平”的指导思想，以“低渗—特低渗透油藏精细描述技术”，“低渗—特低渗透油藏渗流理论”，“高能气体压裂等利用物理、化学方法提高油气采收率技术”，“ 储层保护与环境污染控制”， “导向钻井技术和钻井信息应用技术”研究为科研特色和优势。“十一五”期间，承担国家级科研项目13项、省部级科研项目20项、企业合作科研项目259项，科研经费共计10990.061万元；获国家授权发明专利5项、实用新型专利11项、软件著作权2项；出版专著7部；在核心刊物发表学术论文100篇，其中被三大检索收录33篇；获国家科学技术二等奖1项、省级科技一等奖3项、二等奖1项、三等奖1项。
学院以本科教学为中心，认真贯彻“拓宽专业、加强基础、提高能力、注重素质、办出特色”的思路，不断深化教学改革。2002年石油工程专业成为陕西省首批“名牌专业”，2007年和2008年石油工程专业先后成为陕西省首批“特色专业”和陕西省“人才培养模式创新实验区”，2010年油气储运专业成为陕西省特色专业、石油工程专业成为国家级特色专业，石油工程专业2011年入选教育部“卓越工程师教育培养计划”，2012年获批入选陕西省高等学校“专业综合改革试点”专业。目前，已建成“油藏物理”、“ 钻井工程”和“渗流力学”3门省级精品课程；2008年“钻井工程”被评为“省级双语教学示范课程”； “十一五”期间出版教材17部；2001年以来，学院先后获国家级教学成果二等奖一项，陕西省教学成果一等奖三项，陕西省教学成果二等奖一项。
学院的国际合作与交流日益扩大，已与美国、英国、俄罗斯等国家的多所高校和科研院所建立了合作交流关系。
学院现有本科生2387人，硕士研究生383人，博士研究生10人，国外留学生20人。毕业生就业市场需求旺盛，连续五年石油工程专业和油气储运工程专业本科毕业生一次就业率均在99%以上。学院培养的毕业生已成为石油行业的骨干力量，为石油工业和陕西省地方经济发展作出了重要贡献。
展望未来，任重道远，石油工程学院全体师生员工正满怀信心地为建设研究型院系而不懈努力。