石油工程學院始于1951年，是西安石油大學的主干院系。1995年將鉆井工程、采油工程和油藏工程專業合并為石油工程專業，1999年創辦油氣儲運工程專業，2010年創辦海洋油氣工程專業，2019年創辦新能源科學與工程專業。

　　經過半個多世紀的發展，學院建成了一支“學術水平較高、教學經驗豐富、以中青年教師為骨干、團隊成員密切協作”的師資隊伍，形成了“嚴謹治學、誨人不倦”的優良作風，創建并發展了具有一定優勢和特色的石油與天然氣工程學科，為國家培養了一批又一批適應石油工業發展和地方經濟建設需要的各類高素質應用型專門人才，在教學、科研、學科建設和學生工作等方面取得了豐碩成果。

　　目前，學院共有專任教師113人，博士生導師7人，正高級職稱教師34人，副高級職稱教師27人，博士學位教師78人。同時學院擁有特聘教授2人（羅平亞院士、高德利院士），享受“國務院政府特殊津貼專家”5人，陜西省“有突出貢獻專家”1人，國家高層次人才1人，國家高層次引進人才1人，全國“模范教師”1人，陜西省“三秦學者”崗位入選者1人，陜西省全職高層次人才入選者5人，陜西省短期高層次人才入選者5人，陜西省“優秀教師”2人，陜西省“教學名師”2人，陜西省“師德建設先進個人”2人。

　　學院現有1個省級特色優勢一級學科（石油與天然氣工程），1個博士學位授權一級學科（石油與天然氣工程），1個學科聯合培養博士授權點（油氣田開發工程），1個陜西省“博士后創新基地”（石油與天然氣工程），5個碩士學位二級學科（油氣田開發工程、油氣井工程、油氣儲運工程、非常規油氣開發工程、海洋油氣工程），1個“全國工程碩士研究生教育特色工程領域”（石油與天然氣工程），1個陜西省研究生聯合培養工作鉆（西安石油大學-長慶油田分公司研究生聯合培養工作站），4個本科專業（石油工程、油氣儲運工程、海洋油氣工程、新能源科學與工程）。

　　學院擁有1個國家工程實驗室（低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室（聯建）），1個教育部工程研究中心（西部低滲—特低滲透油田開發與治理教育部工程研究中心），5個省部級重點實驗室（陜西省油氣田特種增產技術重點實驗室、CNPC油層改造重點實驗室—高能氣體壓裂理論與工藝研究室、全國石油和化工行業致密油氣藏復雜結構井鉆采技術研究實驗室、陜西省油氣田環境污染控制與儲層保護重點實驗室（聯建）、陜西陸相頁巖氣成藏與開發重點實驗室（聯建）），6個省部級工程技術研究中心（陜西省非常規油氣勘探開發協同創新中心，CNPC石油鉆井信息應用技術中心、CNPC高能氣體壓裂工程技術中心、陜西省油氣鉆采與污染控制工程技術研究中心（聯建）、陜西省頁巖氣勘探開發工程技術研究中心（聯建）、陜西省煤層氣開發與利用工程技術中心（聯建）），1個陜西省實驗教學示范中心（石油與天然氣工程實驗教學中心），1個陜西省陜北能源化工人才培養基地。