История завода началась в 1949 году – именно тогда было принято решение о его создании. Построили предприятие всего за шесть лет, и уже 18 августа 1955 года на завод прибыл первый эшелон башкирской нефти. Разгрузкой цистерн руководил директор ОНПЗ Александр Малунцев.
Инвестиции «Газпром нефти» в модернизацию Омского НПЗ составляют 300 млрд рублей.
Омский НПЗ производит каждый восьмой литр бензина, каждый седьмой литр авиационного керосина и каждый двенадцатый литр дизельного топлива в стране. В Омской области топливом предприятия заправляется 9 из 10 машин. В 2015 году, в рамках первого этапа модернизации, ОНПЗ полностью перешёл на выпуск моторных топлив «Евро-5», содержащих в пять раз меньше серы, чем топлива предыдущего стандарта.
Строительство установки замедленного коксования наряду с другими проектами модернизации ОНПЗ позволит увеличить глубину переработки нефти до 97%, а выход светлых нефтепродуктов - до 80%. Это лучшие мировые показатели в отрасли.