学院办学历史可追溯到1950年建校时的石油炼制专业。1999年石油化工系和应用化学系合并，成立了石油化工学院分院。2002年2月，学校更名为辽宁石油化工大学后，正式成立了石油化工学院。其后，又经历了2005年、2007年、2012年、2019年四次院系调整，在近70年的建设与发展中，学院学科不断优化、办学实力不断增强。学院打造了一批高水平的科研与教学平台，学院现拥有国家级石油化工实验教学中心、国家级石油化工虚拟仿真实验教学中心和大型仪器分析测试中心。拥有“辽宁省石油化工协同创新中心”“辽宁省石油化工催化科学与技术重点实验室”“辽宁省专用石油化学品工程技术研究中心”“辽宁省先进清洁能源材料化学工程实验室”等11个省级科研平台，拥有国家级虚拟仿真实验示范项目2门、省级教学团队3个、省级精品课3门、省级精品视频公开课2门、省级资源共享课3门、省级精品教材5部。2019年，化学工程与工艺和应用化学两个专业获首批国家级一流本科教育示范专业建设点。

学院拥有化学工程与技术、化学2个一级学科硕士点和材料学二级学科硕士点、工业催化联合培养博士点。在第四轮全国学科评估中，化学工程与技术一级学科取得佳绩，进入全国同类学科的前20%-30%（B类），在辽宁省属高校同类学科中位列第1位。化学工程与技术2018年列入辽宁省高校一流学科（A类）。

学院具有雄厚的师资队伍，现有专任教师160人，教授占33%、副教授占37%，博士占87%，有博士生导师和硕士生导师99人。拥有享受国务院政府津贴4人、中科院百人计划入选者1人、辽宁省攀登学者1人、辽宁省特聘教授5人、辽宁省百千万人才工程“百人”层次人选9人，教育部教学指导委员会委员2人、省级教学名师6人，辽宁省科研创新团队2个。学院双聘院士2人、双聘长江学者2人。