В годы Великой Отечественной войны главной задачей было обеспечение фронта топливом и смазочными материалами. В тот период в стране стали строиться первые опытные установки каталитического крекинга со стационарным слоем катализатора и реакторами периодического действия.
В первые годы Советской власти основными районами нефтедобычи были Бакинский и Северного Кавказа (Грозный, Майкоп). Закавказье и Северный Кавказ давали в 1940 году около 87 % нефти Советского Союза. Но вскоре их стало не хватать, потребовалась нефтеразведка. Были открыты и введены в строй месторождения Пермской и Куйбышевской областей, Башкирии, создана Волго-Уральская база. Обнаружены новые месторождения в Средней Азии, Казахстане, добыча нефти достигла 31,1 млн тонн.
Бурное развитие Урало-Поволжского нефтяного района, получившего название «Второе Баку», потребовало от отрасли разработки методов получения товарных нефтепродуктов из сернистых нефтей. Ответом стала разработка проекта комбинированной установки по переработке нефти мощностью 3 млн тонн в год. В ней совмещались процессы электрического обессоливания и обезвоживания, атмосферная и вакуумная перегонка нефти, термический и каталитический крекинг, коксование нефтяных фракций, адсорбция газов и стабилизация бензиновой фракции. Для высокосернистого сырья дополнительно был разработан технологический процесс гидроочистки реактивного и дизельного топлива.
В 1960 году Волго-Уральская нефтяная база давала около 71 % нефти страны. В 1950-х годах в Советском Союзе добывали 38 млн тонн, в 1960-х – 148 млн тонн. Рост обеспечивали новые освоенные месторождения в Западной Сибири, Белоруссии, Западном Казахстане, Оренбургской области и Удмуртии, на континентальном шельфе Каспийского моря. Новые перспективные месторождения были открыты в начале 1970-х годов в Коми и Архангельской области.
Нефть добывали в Западной Сибири, Казахстане, на полуострове Мангышлак в Каспийском море, в Средней Азии и на Сахалине, стал разрабатываться Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн.
При этом до конца 1950-х годов около 70 % всего энергопотребления СССР приходилось вовсе не на нефть, а на уголь, сланец, торф и дрова.
В начале 1970-х годов СССР начал нефть экспортировать. За два года, 1973 и 1974, доля нефти в экспорте СССР увеличилась с 17 до 31 %. Это произошло как раз во время мирового нефтяного кризиса. В сочетании ростом мировых цен на нефть это позволило за десять лет, с 1970 до 1980 года, увеличить валютную выручку в 15 раз.
