پس از پیدایش نفت خام در سال 1287 شمسی(1909 میلادی) در نواحی مسجد سلیمان جزیره آبادان به دلیل نزدیکی به مناطق نفتخیز، قرار گرفتن در میان رودخانه های اروند و بهمنشیر، در فاصله 71 کیلومتری خلیج فارس و قابل دسترسی به آبهای آزاد دنیا انتخاب گردید. به همین منظور اولین کلنگ احداث پالایشگاه در سال 1287 شمسی(1910 میلادی) به زمین زده شد و پالایشگاه آبادان در سال 1291 (1912 میلادی) با 2500 بشکه در روز بعنوان اولین تصفیه خانه نفت کشور آغاز به کار نمود. 

در سالهای جنگ بین المللی اول پالایشگاه آبادان به منظور دستیابی بیشتر به تهیه سوخت برای کشتیهای جنگی، گسترش بیشتری یافت. توسعه پالایشگاه آبادان  از سال 1312 شمسی(1932 میلادی) با لغو قرارداد موجود ANGELO IRANIAN   و عقد قرارداد جدید نفتی شتاب بیشتری گرفت، نقطه عطف در قرارداد جدید این بود که پیش بینی های لازم  برای تعلیم و آماده نمودن ایرانیان برای جانشینی خارجیها بشود، به همین منظور پایه های دانشکده نفت آبادان نیز ریخته شد. این دانشکده در سال 1318 شمسی دائر و در سال 1319 شمسی افتتاح گردید.  

در جنگ بین الملل دوم، بعداز آنکه متفقین نفت و پالایشگاه برمه را از دست دادند توجه بیشتری به گسترش پالایشگاه آبادان شد. آبادان بزرگترین پالایشگاه دنیا گردید به دلیل تهیه و تحویل بنزین هواپیما در زمان جنگ به مقدار 25000 بشکه در روز شهرت جهانی یافت بطوریکه تهیه بنزین هواپیمای جنگی متفقین از پالایشگاه آبادان سهم بسزایی در پیروزی آنان داشت. 

با ملی شدن صنعت نفت در سال 1329 و خروج خارجیها در سال 1330 تأمین فرآورده های نفتی برای مصارف داخلی، نگهداری و محافظت صنعتی از این پالایشگاه عظیم بعهده کارکنان شاغل در آن زمان سپرده شد. 

در سال 1333 شمسی(1954 میلادی) قراردادی با کنسرسیوم بین المللی نفت امضاء شد. طبق این قرارداد بار دیگر فرآورده های پالایشگاه آبادان تا میزان 300000 بشکه در روز روانه بازارهای بین المللی گردید. در دوران این قرارداد دستگاه های کوچک و قدیمی برداشته و بجای آنها دستگاههای بزرگتر نوسازی و به ظرفیت آنها اضافه گردید. 

در دوره قرارداد طرح معروف چم که در اثر اجرای آن، صادرات نفت خام در جزیره خارک متمرکز گردید و در نتیجه بندر ماهشهر که بندر صادراتی نفت خام بود تحویل پالایشگاه آبادان شد و پس از نوسازی تبدیل به بندر صادراتی فرآورده های نفتی  پالایشگاه آبادان گردید. طرح فوق در سال 1346 شمسی( 1967 میلادی) افتتاح و بلافاصله مورد بهره برداری قرار گرفت. 

در مرداد ماه 1352 شمسی (31 ژوئیه 1973) با توشیح قانون حاکمیت ایران برمنابع نفتی، اداره وکنترل پالایشگاه آبادان مستقیماً تحت نظر شرکت ملی نفت ایران قرار گرفت.

پس از اداره وکنترل  پالایشگاه توسط شرکت ملی نفت ایران، طرح توسعه پالایشگاه آبادان از ظرفیت روزانه 460000 بشکه در روز به 600000 بشکه در روز ارائه وبلافاصله مورد تصویب وکارهای طراحی وساختمانی این پروژه در خرداد ماه 1356 شمسی به تمام  رسید واز شهریور 1356 مورد بهره برداری قرار گرفت وپالایشگاه آبادان با این گسترش مجدداً مقام جهانی خود را بدست آورده وبزرگترین پالایشگاه جهان شد.

صبحگاه سی ویکم شهریور1359 زمانیکه کارکنان برای انجام فعالیتهای روزمره خویش عازم پالایشگاه بودند یکباره ناله شوم استکبار از حلقوم خمپاره وتوپ وتانک صدا میان برخاست وپالایشگاه آماج تیرهای کین مزدوران بعثی قرار گرفت تا فصل جدیدی از تلاش وایثارکارکنان در طول سالهای دفاع مقدس ورق بخورد.

کارکنان پالایشگاه آبادان با تشکیل ستادهای اضطراری وتلاش شبانه روزی خود توانستند دستگاههای متعدد پالایشگاه را از مواد نفتی تخلیه وبا پدافند غیرعامل، با وجود وارد آمدن خسارات جدید به تأسیسات،حافظ بسیاری از واحدها ودستگاهها باشندبطوریکه با شهامت وصف ناپذیر وتقدیم تعداد 244 شهید موفق شدند چندین میلیارد دلار وسایل وقطعات اختصاصی ومحبوس در پالایشگاه را به محلهای امن منتقل کنند.

پالایشگاه آبادان پیش از جنگ تحمیلی دارای چهار دستگاه تقطیر هریک به ظرفیت تقریبی 000ر100 بشکه در روز، یک واحد تقطیر با ظرفیت 130هزار بشکه در روز، تعدادی زیادی واحدهای تولیدی وپالایشی فرآورده متنوع ونیز 850 مخزن ذخیره مواد نفتی بوده که در دوران جنگ بسیاری از واحد ها تخریب شدند وپس از پذیرش قطعنامه،فاز یک پالایشگاه با ظرفیت 130هزار بشکه در روز بازسازی ودر 12 فروردین ماه 1368 واحد تقطیر 85 بدست مبارک مقام معظم رهبری در زمان تصدی ریاست جمهوری افتتاح ودر مدار تولید قرار گرفت.

بدنبال راه اندازی فاز اول، دیگر دستگاههای پالایشگاه از جمله واحدهای تقطیر70، 80،75 واحدهای تقطیر درخلاء 60و55،تبدیل کاتالیستی، تفکیک گاز، کت کراکر، تهیه حلال و کارخانه روغن سازی با تلاش وکوشش شبانه  روزی کارکنان پالایشگاه وبهره گیری از کارکنان دیگر پالایشگاهها بدون نیاز به افراد بیگانه در مدار تولید قرار گرفت بطوریکه هم اکنون با ظرفیت 400 هزار بشکه در روز این فرآورده ها را تولید می کند: 1- گاز مایع  2-بنزین موتور 3-نفت سفید    4-نفت گاز 5- سوخت جت 6- نفت کوره 7- انواع روغن موتور پایه 8- انواع قیر 9- انواع حلالهای نفتی  10- گوگرد  11- نفتای(خوراک آروماتیک پتروشیمی بندرامام) 12- گاز(خوراک پتروشیمی آبادان )

طرح توسعه پالایشگاه  آبادن شامل سه فازمی باشد:

در فاز اول طرح توسعه ظرفیت واحد تقطیر 85از 130به 180 هزار بشکه در روز افزایش یافت و واحد تقطیر درخلاء 200 باظرفیت 70 هزاربشکه در روز و واحد کاهش گرانروی با ظرفیت 25 هزار بشکه در روز جهت کاهش نفت کوره وتأمین خوراک واحد کت کراکر از سال 1384 مورد بهره برداری قرار گرفت.

در فاز دوم، طرح تثبیت ظرفیت فعلی وارتقاء کیفیت محصولات تولیدی پالایشگاه مدنظر قرارگرفت  در این پروژه واحدهای تقطیر در اتمسفر وخلاء و واحدهای تصفیه بنزین، نفت سفید،نفت گاز، گوگرد سازی، احداث مجتمع کت کراکر دوم، افزایش بنزین وسایر واحدهای جانبی احداث می شود این  پروژه توسط شرکت ملی مهندسی ساختمان پالایش وپخش در حال پیگیری است.

فاز سوم، احداث مجتمع کت کراکر والکیلاسیون، ایزومراسیون بوتان ونوسازی واحد اسید را شامل می شود که هدف از این پروژه تولید بیشتر بنزین وکاهش نفت کوره می باشد. میزان تولید بنزین پس از اجرای این پروژه 6 میلیون لیتر در روز افزایش می یابد.

در طرحهای توسعه آتی توجه به مسائل زیست محیطی از اهمیت ویژه ای برخوردارمی باشد. انواع مختلف فیلترها واسکرابرها جهت جلوگیری از آلودگی هوا، تصفیه پساب صنعتی وسیستم مدار بسته آب خنک کننده ها استفاده خواهد شد، با توجه به اینکه این  واحدها  از تکنولوژی جدید برخوردار می باشند میزان ضایعات انرژی به حداقل خواهد رسید،  با احداث وفعالیت واحد تصفیه پساب صنعتی نیز مشکل آلودگی آب اروندرود کاملاً بر طرف خواهد شد.