Foi criada no governo de Juscelino Kubitschek a partir do chamado Plano de Metas, que previa o desenvolvimento de vários setores (energia, saúde, alimentação, indústria e transportes).

Foi projetada durante a crise de 1929, com o propósito de o governo recuperar a produção nacional e de controlar o refinamento e distribuição de combustível.

É uma empresa estatal fundada em 1953, tendo como principal objetivo beneficiar-se da exploração petrolífera, em prol da União.

Atualmente foi aprovada uma lei que proíbe completamente a iniciativa privada no setor petrolífero.

A Petrobras foi a última empresa petrolífera a explorar a camada pré-sal.