1999년 11월 5일 CNPC 구조조정으로 페트로차이나가 설립됐고, 2000년 4월 뉴욕과 홍콩에 상장하며 NYSE 기업공개로 29억 달러를 조달했다(Moomoo). 2005년에는 모회사로부터 해외 석유와 가스 자산을 약 207억 위안에 사들였다.
2007년 보하이 만에서 지둥 난푸 유전을 발견했다고 발표했고, 같은 해 11월 상하이 A주 상장으로 668억 위안을 조달하며 일시적으로 시가총액 1조 달러에 올랐다(Wikipedia). 2013년에는 고위층 부패 스캔들로 미국에서 집단 소송에 휘말렸고, 지린성 폐수 무단 방류로 환경 복원 소송도 당했다.
2020년 파이프라인 자산을 PipeChina로 분사했고 2022년 9월 NYSE 예탁증서를 자진 상장 폐지했다(Umbrex). 2024년 순이익 1,647억 위안으로 사상 최고를 기록한 반면 미국 자회사는 수출법 위반으로 1,450만 달러를 물었다. 2026년 7월에는 타림 2단계 에틸렌 프로젝트를 가동했다.