Trước nhu cầu thành lập một tổ chức công đoàn thống nhất, tham gia bảo vệ quyền lợi và lợi ích hợp pháp cho Người lao động Dầu khí, ngày 16/12/1991, Công đoàn Dầu khí Việt Nam chính thức được thành lập.
Tại Đại hội VI, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam chủ trương cải tiến hệ thống tổ chức, nâng cao hiệu quả hoạt động của Công đoàn trong bối cảnh đất nước đang thực hiện công cuộc đổi mới. Yêu cầu đặt ra là phải xem xét, cụ thể hóa các nội dung phân công, phân cấp chỉ đạo các Công đoàn cơ sở trong mối quan hệ giữa các Công đoàn ngành nghề và Liên đoàn lao động các địa phương. Theo đó, một số Công đoàn ngành nghề được thành lập và dự kiến sẽ được nghiên cứu thành lập, trong đó có Công đoàn Dầu khí Việt Nam. Đó là cơ sở để thúc đẩy công tác nghiên cứu, đề xuất việc thành lập Công đoàn Dầu khí Việt Nam.
Cùng với quá trình phát triển của ngành, đặc biệt từ khi Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam thành lập (năm 1990), đội ngũ cán bộ công nhân viên chức ngành dầu khí lớn mạnh cả về số lượng và chất lượng. Đội ngũ cán bộ công nhân viên chức ngành dầu khí ngày càng củng cố niềm tin về con đường đổi mới và phấn đấu thực hiện thắng lợi các mục tiêu phát triển của ngành.
Công đoàn Dầu khí có nhiều thuận lợi trong việc huy động cán bộ và hăng hái tham gia phong trào thi đua hoàn thành mục tiêu nhiệm vụ được giao. Trong những năm 80, Công đoàn cơ sở các đơn vị dầu khí trực thuộc Liên đoàn Lao động các địa phương như: Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Bà Rịa – Vũng Tàu, Hải Phòng, Đồng Nai, Hải Hưng, Thái Bình. Chính do đặc tính hoạt động phân tán, lưu động khắp cả nước nên cơ cấu tổ chức của các công đoàn cơ sở đa dạng, không thống nhất, nhiều mô hình hoạt động rất khác nhau, có nơi tổ chức 2, 3, 4 cấp, có nơi chỉ tổ chức công đoàn cơ sở xuống đến công đoàn bộ phận, không thành lập tổ công đoàn, có nơi phải hoạt động ghép, không phù hợp với yêu cầu hoạt động của một tổ chức công đoàn ngành nghề. Trong khi đó tổ chức chính quyền đã có sự thống nhất quản lý từ Tổng Công ty đến các đơn vị thành viên.
Trước tình hình trên, nhu cầu thành lập một tổ chức công đoàn thống nhất trong toàn ngành (Công đoàn Dầu khí Việt Nam) đặt ra tất yếu, và phù hợp với sự phát triển của Ngành Dầu khí đóng vai trò phối hợp với tổ chức chính quyền đồng cấp tham gia quản lý, bảo vệ quyền lợi và lợi ích hợp pháp cho người lao động trong ngành một cách có hiệu quả, tạo sức mạnh toàn diện để thực hiện mục tiêu chung của toàn ngành.
Trong những năm cuối thập niên 80 thế kỷ XX, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam đã tiến hành cải tiến tổ chức và nâng cao hoạt động công đoàn trong tình hình đất nước chuyển sang cơ chế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa. Theo đó, một số công đoàn ngành nghề được thành lập và dự kiến một số sẽ thành lập trong đó có Công đoàn Dầu khí Việt Nam, song do một số nguyên nhân khách quan của việc thay đổi cơ cấu tổ chức bộ máy doanh nghiệp nên đến khi Tổng Công ty Dầu khí được thành lập trực thuộc Bộ Công nghiệp nặng (tháng 7/1990) thì công việc chuẩn bị thành lập Công đoàn Dầu khí Việt Nam mới tiếp tục được xác tiến triển khai.
Được sự thống nhất chỉ đạo trực tiếp của lãnh đạo Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam và sự đồng tình giúp đỡ của Tổng Liên đoàn lao động Việt Nam, Ban vận động thành lập Công đoàn Dầu khí Việt Nam đã được thành lập. Đồng chí Nguyễn Đức Tuấn (Trưởng phòng Tổ chức nhân sự – Đào tạo) làm Trưởng ban, các đồng chí Nguyễn Văn Tam, Nguyễn Quốc Toại, Vũ Ngọc Diêu, Lê Thuần Phong, Phùng Văn Cậy… làm ủy viên. Phòng Tổ chức nhân sự – Đào tạo chịu trách nhiệm tổ chức nghiên cứu, xây dựng phương án trình Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam.
Ngày 8/10/1990, lãnh đạo Tổng Công ty Dầu mỏ và Khí đốt Việt Nam đã có tờ trình số 224TC-DK gửi Ban Thư ký Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam về việc thành lập Công đoàn ngành Dầu mỏ và khí đốt Việt Nam.
Trên cơ sở những đề nghị trên, ngày 23/2/1991, đoàn cán bộ của Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam do đồng chí Đình Gia Bảy, ủy viên Ban Thư ký (nay là Đoàn Chủ tịch), Trưởng Ban tổ chức; đồng chí Phạm Đình Tác, Phó trưởng Ban tổ chức và một số cán bộ, chuyên viên các ban của Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam đã làm việc với Tổng Công ty Dầu khí Việt Nam gồm đồng chí Trương Thiên, Tổng Giám đốc, đồng chí Nguyễn Đức Tuấn và một số cán bộ chuyên viên của Tổng Công ty.
Trong buổi làm việc, hai bên đã trao đổi và thống nhất về chủ trương thành lập, cơ cấu tổ chức, quản lý các công đoàn cơ sở, dự kiến nhân sự Ban Chấp hành lâm thời… Trên cơ sở đó xem xét quyết định thành lập Công đoàn Dầu khí Việt Nam và bộ máy cơ quan công đoàn ngành.
Để thực hiện chủ trương trên, tháng 11/1991, đồng chí Nguyễn Văn Tư – Ủy viên Trung ương Đảng, Chủ tịch Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam tiến hành khảo sát, nắm bắt tình hình cụ thể của lao động dầu khí và các vấn đề có liên quan tại giàn khoan số 4 của Xí nghiệp Liên doanh Vietsovpetro.
Ngày 16/12/1991, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam ban hành Quyết định số 932/QĐ-TLĐ về việc thành lập Công đoàn Dầu khí Việt Nam trực thuộc Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam; đồng thời quyết định Chủ tịch Công đoàn Dầu khí Việt Nam là thành viên Hội đồng Chủ tịch Công đoàn ngành Công nghiệp nặng. Ban Chấp hành lâm thời được chỉ định gồm 21 ủy viên, đồng chí Nguyễn Đức Tuấn được giao nhiệm vụ Chủ tịch lâm thời. Đến ngày 25/1/1992, Công đoàn Dầu khí chính thức được ra mắt.
Ngay sau khi thành lập, các công đoàn cơ sở dầu khí trên địa bàn cả nước chuyển về Công đoàn Ngành Dầu khí để thống nhất quản lý và chỉ đạo trực tiếp, các liên đoàn lao động địa phương phối hợp chỉ đạo. Đến ngày 16/2/1992, công tác tiếp nhận các Công đoàn cơ sở Ngành Dầu khí từ các Liên đoàn Lao động địa phương về Công đoàn Dầu khí hoàn tất. Công đoàn Dầu khí đã tiếp nhận 6 Công đoàn cơ sở trực thuộc các quận, huyện và 3 công đoàn cơ sở không có Công đoàn cấp trên.
Đồng thời, công tác củng cố hệ thống tổ chức, hoàn chỉnh bộ máy được thực hiện khẩn trường. Ban Thường vụ Công đoàn Dầu khí căn cứ vào yêu cầu, nhiệm vụ và tính chất sản xuất – kinh doanh của từng đơn vị để sắp xếp, kiện toàn tổ chức của các công đoàn Cơ sở. Cùng với công tác sắp xếp, kiện toàn tổ chức các công đoàn cơ sở, Ban Thường vụ đã làm việc với lãnh đạo và cấp ủy Đảng các đơn vị để lựa chọn cán bộ, bổ sung, kiện toàn đội ngũ cán bộ công đoàn ở các cơ sở và Công đoàn Dầu khí Việt Nam.
Công đoàn Dầu khí Việt Nam đã thực hiện tốt chức năng đại diện cho công nhân, viên chức, lao động tham gia quản lý, chăm lo đời sống công nhân lao động toàn ngành; bám sát, nắm bắt tình hình sản xuất – kinh doanh, nguyện vọng của cán bộ công nhân viên chức để cùng với lãnh đạo Tổng Công ty hoạch định các chế độ, chính sách liên quan đến người lao động.
Ngày 16/12 hằng năm được lấy làm ngày kỷ niệm thành lập Công đoàn Dầu khí Việt Nam. Dấu mốc này chính thức đánh dấu việc cán bộ, công nhân và lao động Ngành Dầu khí Việt Nam hoạt động trong một tổ chức Công đoàn thống nhất. Phong trào công nhân, lao động được lãnh đạo, phát động đầy sáng tạo và hiệu quả, góp phần tích cực vào sự phát triển của Ngành dầu khí và giai cấp công nhân Việt Nam, đóng góp hiệu quả cho công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước.