學院辦學歷史可追溯到1950年建校時的石油煉制專業。1999年石油化工系和應用化學系合并，成立了石油化工學院分院。2002年2月，學校更名為遼寧石油化工大學后，正式成立了石油化工學院。其后，又經歷了2005年、2007年、2012年、2019年四次院系調整，在近70年的建設與發展中，學院學科不斷優化、辦學實力不斷增強。學院打造了一批高水平的科研與教學平臺，學院現擁有國家級石油化工實驗教學中心、國家級石油化工虛擬仿真實驗教學中心和大型儀器分析測試中心。擁有“遼寧省石油化工協同創新中心”“遼寧省石油化工催化科學與技術重點實驗室”“遼寧省專用石油化學品工程技術研究中心”“遼寧省先進清潔能源材料化學工程實驗室”等11個省級科研平臺，擁有國家級虛擬仿真實驗示范項目2門、省級教學團隊3個、省級精品課3門、省級精品視頻公開課2門、省級資源共享課3門、省級精品教材5部。2019年，化學工程與工藝和應用化學兩個專業獲首批國家級一流本科教育示范專業建設點。

　　學院擁有化學工程與技術、化學2個一級學科碩士點和材料學二級學科碩士點、工業催化聯合培養博士點。在第四輪全國學科評估中，化學工程與技術一級學科取得佳績，進入全國同類學科的前20%-30%（B類），在遼寧省屬高校同類學科中位列第1位。化學工程與技術2018年列入遼寧省高校一流學科（A類）。

　　學院具有雄厚的師資隊伍，現有專任教師160人，教授占33%、副教授占37%，博士占87%，有博士生導師和碩士生導師99人。擁有國家級領軍人才1人、享受國務院政府津貼4人、中科院百人計劃入選者1人、遼寧省攀登學者1人、遼寧省特聘教授5人、遼寧省百千萬人才工程“百人”層次人選9人，教育部教學指導委員會委員2人、省級教學名師6人，遼寧省科研創新團隊2個。學院雙聘院士2人、雙聘長江學者2人。

　　學院瞄準石油化工行業和區域重大需求，突出石油化工行業特色，重塑人才培養方案，持續深化應用型人才培養模式改革，創新人才培養機制，加強學生創新創業精神與能力、實踐能力和人文素養培養，提高學院對區域經濟社會發展和石油化工產業轉型升級的貢獻率。畢業生在中石油、中石化、中海油等石油石化公司的就業比例逐年提升。

　　學院不斷拓展國際交流和合作辦學，目前與英國愛丁堡大學聯合開展本科生“2+2”和“1+2+1”等培養項目。與芬蘭中央科技應用大學開展中外合作辦學項目。另外，與世界名校英國愛丁堡大學開展2+2校際合作辦學項目；與美國北阿拉巴馬大學，北亞利桑那大學，加州州立大學薩克拉門托分校等28所大學開展1+2+1合作項目（中美人才培養計劃）。學生參與上述國際辦學項目，完成規定學分，成績合格，可獲得兩校頒發的本科畢業證書和學位證書。

　　學院擁有國家級實驗教學示范中心1個、國家級虛擬仿真實驗教學中心1個、省級實驗教學示范中心3個，省級虛擬仿真實驗教學中心2個。實驗教學中心擁有一流的實驗條件，實驗室面積近1萬平方米，儀器設備3100余臺（套），設備總值5100萬元。各專業建有高水平的校內外實習基地，建成了大型石油化工實物仿真裝置，依托中國石油撫順石化公司建成了石油化工國家級實踐教育基地，滿足了大學生實習的需要。