1978年，北京石油化工专科学校在燕山创建，同时，兼办北京化工学院第二分院，开始招收本、专科生。

1985年，学校划归中国石化总公司领导。

1987年12月29日，学校新校舍在大兴黄村奠基。

1990年，学校由燕山整体搬迁到大兴新校址。

1992年11月29日，经国家教委批准，在北京石油化工专科学校基础上建立北京石油化工学院。

1993年2月20日，北京石油化工学院揭牌仪式。

2000年2月，学校划为中央与北京市共建，以北京市管理为主。

2010年，入选教育部首批“卓越工程师教育培养计划”试点高校。

2011年10月，经教育部批准，学校成为专业硕士学位研究生试点工作单位。

2012年，学校加入cdio国际合作组织。

2017年，被认定为第二批北京市深化创新创业教育改革示范高校。

2018年，学校获批北京市博士学位授予立项建设单位。

2020年6月9日，北京石油化工学院与中国科学院计算机网络信息中心签订人工智能领域战略合作协议。7月25日，北京石油化工学院人工智能研究院成立。

2022年4月，北京石油化工学院与北京中日创新合作示范区共同搭建产学研平台。

2024年11月，北京石油化工学院已经建成医药化工与装备交叉学科平台。

2025年4月，经北京市教委批准，北京金隅科技学校整建制并入北京石油化工学院。

2025年6月23日上午，北京石油化工学院房山校区成立。