2000年2月，中国新星石油有限责任公司整体并入中国石化集团公司。
1997年 在塔里木盆地沙48井获得高产油气。
1998年 塔河油区预测石油地质储量超1亿吨。
1999年 藏北伦坡拉盆地伦浅3井试获工业油流，实现世界屋脊石油开采零的突破；塔河油田跻身特大型油田行列；发现大牛地气田。
2009年 与河北雄县人民政府签订地热开发战略合作框架协议，创新形成“雄县模式”。
2012年 陕西咸阳地热集中供暖项目通过联合国CDM（清洁发展机制）注册，成为全球首个地热供暖CDM项目；国家能源局批复依托公司成立地热能源开发利用研究及应用技术推广中心。
2013年 负责组建中国石化地热资源开发利用重点实验室。
2015年 公司首个光伏发电项目开工建设，陕西西咸新区秦汉新城地热供暖项目成为国内首个国家核证自愿减排量（CCER）地热供暖项目。
2017年 中国石化首个集中式“农光互补”光伏发电项目—陕西白水20兆瓦集中式光伏项目并网发电。
2021年 雄县地热开发项目被国际可再生能源署列入全球推广项目名录，中国石化首个风电项目—陕西大荔20兆瓦陆上分散式风力发电项目并网发电。
2023年 成功承办世界地热大会，并牵头发布我国首个国际地热协会标准；新疆库车2万吨/年绿氢示范项目建成投产。
2024年 获批建设深层地热全国重点实验室，牵头实施“深地”国家科技重大专项，中国石化首个地热发电示范项目—咸阳中深层地热能发电示范项目并网发电。
2025年 国际地热标准委员会秘书处落户公司，中国石化规模最大风电项目—中原油田112兆瓦风电项目全面并网。
2026年 与中国雄安集团签署战略合作协议。