自1922年阿根廷成立世界上第壹家真正的國家石油公司以來，國家石油公司在國際石油市場上的重要性越來越受到各國政府的重視，成為世界石油工業的重要組成部分和主要推動力量。
20世紀初，政府對石油工業的幹預意味著國家石油公司的萌芽。這壹時期的重要事件包括:第壹次世界大戰前，英國海軍與英國石油公司(BP的前身)簽訂了長期購油合同，英國政府隨後控制了該公司51%的股份；十月革命勝利後，蘇聯成立了國家機構，管理高加索地區的重要油田。為了接管德國的部分石油權益，法國政府發起成立了法國石油公司；意大利政府成立了自己的國家石油公司來尋找石油資源。
阿根廷是在發展中國家建立國家石油公司的先驅。20世紀初，以“七姐妹”為首的國際大石油公司逐步建立了全面控制整個西方世界石油勘探、生產、加工、儲運、貿易和價格壹體化的石油壟斷體系。發展中國家不願意長期被國際石油控制和剝奪，收回石油主權的運動也開始了。在阿根廷，分別在1907和1918鉆井時發現石油。政府成立石油和礦產局開發油田，後改組為國家石油公司(YPF)，負責國內外的石油勘探和開發活動。
65438年至0938年，墨西哥政府沒收了外國公司在墨西哥的石油資產，將其收歸國有，並將石油業務交給了Pemex，由此產生了第壹個現代石油資源國Pemex。後來，隨著非洲獨立運動的發展，收回石油主權和建立國家石油公司的浪潮在非洲再次興起。墨西哥國家石油公司的成立當時在西方世界引起強烈反響，受到英美石油公司及其政府的政治威脅和經濟制裁。但是，墨西哥人民和國家石油公司頂住了巨大的壓力，堅持了下來。20世紀六七十年代，壹系列油田相繼被發現，成為世界上重要的產油國。
從二戰結束到20世紀50年代，世界上誕生了壹批國家石油公司。戰後，美國推行馬歇爾計劃，讓西歐國家大量使用中東的廉價石油，促進了西歐能源結構從煤炭到石油的快速轉變。當時資本主義世界的大部分石油都被以美國資本為主的石油“七姐妹”所控制。為了打破外國公司對國內石油市場的壟斷，保證國內能源供應，壹些西歐國家相繼成立了自己的國家石油公司。法國於1945年成立石油勘探局，在其本土和法國殖民地尋找石油。1966年，該局發展成為ERAP石油勘探公司，1976年，該局發展成為Elf-Aquitaine公司。1953意大利經過近三年的醞釀，在AGIP等國有企業的基礎上成立了國家石油公司埃尼集團。1950年，奧地利結束了英、美、法、蘇對奧地利的占領，成立了國家石油公司OMV。
20世紀70年代是世界上國家石油公司出現的高潮。石油輸出國組織成員建立國家石油公司是這壹國有化浪潮中最重要的事件。在這股浪潮的推動下，中東許多資源國相繼將本國石油工業收歸國有。其中，主要的阿拉伯資源國基本上采取逐步提高國家股份比例的方式，將外國人持有的石油資產轉為國有資產。委內瑞拉等國采取先取消特許權制度，再接受外國石油資產的方式，將接手的石油資產交給新成立的國家石油公司管理和經營。壹些國家，如委內瑞拉、沙特阿拉伯、科威特、伊拉克等，甚至已經完全由國家石油公司壟斷國內石油行業，外國公司不得介入。這是世界石油工業的壹次偉大革命。使得長期控制資源國石油資源、控制石油產量、壟斷世界石油市場、通過特許權制度操縱油價的七大石油姐妹被趕出第三世界國家的上遊石油產業。結果，世界上大部分的石油儲備和生產都轉移到了資源國的國有石油公司手中。
20世紀70年代接連發生的石油危機和高油價對石油消費國產生了巨大影響，並促進了壹些發達國家石油公司的建立。日本的石油供應基本來自中東，依賴外國公司。為了保證石油供應，日本成立了國家石油公司——日本石油公司，並開始建立戰略石油儲備。政府還積極贊助私營企業到國外開發石油。加拿大是產油國，但其石油生產和銷售掌握在美資主導的外國公司手中。為了控制國內石油市場，加拿大還成立了加拿大國家石油公司。
石油危機促進了歐洲北海和世界其他地區的石油勘探和開發。英國、挪威、丹麥等發達國家和馬來西亞、菲律賓、剛果、安哥拉等國相繼成立國家石油公司，保護本國石油權益。壹些發展中的石油進口國，如斯裏蘭卡，也成立了國家石油公司，以控制本國的石油市場，降低高油價沖擊下的國際風險。