学校肇始于1951年创立的西北石油工业专科学校。1958年,升格为西安石油学院。1969年,学院改厂停办。1980年,西安石油学院恢复重建。2000年,由中国石油天然气集团公司所属划转为中央与地方共建、以陕西省人民政府管理为主。2003年,更名为西安石油大学。
学校雁塔校区位于西安高新技术产业开发区电子工业园,明德校区位于西安市丈八东路,鄠邑校区位于西安市鄠邑区西安沣京工业园。学校占地2133亩,固定资产总值27.55亿元,仪器设备总值5.48亿元。
学校高度重视教学工作,不断深化教学改革,全面提高教学水平和人才培养质量。2007年10月,在教育部组织的本科教学工作水平评估中获得优秀。