1999年，按照党中央、国务院关于深化国有企业改革的部署和要求，为加快建立现代企业制度，中国石油天然气集团公司进行了重组改制，对核心业务与非核心业务实行了分开分立，大庆油田也于同年11月1日，由原大庆石油管理局分开分立为上市和未上市两大企业。其中，未上市企业大庆石油管理局，共有下属二级单位51个，员工186215人，主要从事油田技术服务、工程建设、生产保障、公共事业和文教卫生工作；上市企业大庆油田有限责任公司，共有下属二级单位24个，员工106268人，主要从事油气勘探开发和炼油化工业务。大庆油田有限责任公司作为中国石油天然气股份有限公司的全资子公司，于2000年1月1日正式注册成立，并随中油股份公司在美国和香港上市。2000年10月18日，按照集团公司、股份公司的总体部署，又把炼油化工业务从大庆油田有限责任公司分离出来，将大庆油田化工总厂与林源石化分公司合并重组为中油股份公司大庆炼化分公司。