一、 三省化學研究院合并成立中國科學院東北石油化學研究所（1962年 -1970年）

1962年9月，在中國科學院黑龍江分院領導下，籌備組織建立中國科學院東北石油化學研究所，并確定了方向任務：（一）石油化學方面，以大慶原油和油田氣為對象，以有機合成為重點進行分析、分離和化學加工利用及基礎理論研究；（二）膠粘劑方面，主要是航空用的結構膠粘劑和應變膠粘劑的研究。

當年10月進行了東北三省化學研究所的合并，1962年12月15日正式成立了中國科學院東北石油化學研究所。地址：哈爾濱市民益街52號（實驗樓）和哈爾濱市銀行街26號（辦公樓）。

二、石油化學研究所下放黑龍江省（1970年7月 -1973年4月）

1970年7月，經國務院批準，將中國科學院東北石油化學研究所下放所在地方—黑龍江省，改名為：黑龍江省石油化學研究所。所承擔的國防和國民經濟重大任務不變。地址：哈爾濱市中山路160號。

三、隸屬關系的變更（1973年4月 -1975年6月）

1973年4月，黑龍江省科學院成立后， 黑龍江6個研究所劃為黑龍江省科學院領導。黑龍江省石油化學研究所隸屬黑龍江省科學院。

1975年6月，省編委將黑龍江省石油化學研究所劃歸黑龍江省石油化學工業局，此期間本院隸屬黑龍江省石油化學工業局。

四、黑龍江省科學院石油化學研究所（1978年2月 -1985年1月）

1978年11月，黑龍江省石油化學研究所歸回黑龍江省科學院。1984年，黑龍江省石油化學研究所更名為“黑龍江省科學院石油化學研究所”。地址：哈爾濱市中山路164號。

1985年1月，黑龍江省科學院與中國石油化工總公司簽訂協議，合辦黑龍江省科學院石油化學研究所。

五、1998年-2008年名稱變更

1998年2月，經黑龍江省編委批準，黑龍江省科學院石油化學研究所更名為“黑龍江省科學院石油化學研究分院”。

1998年8月，黑龍江省科學院石油化學研究分院更名為“黑龍江省石油化學研究院“。

2008年4月，黑龍江省石油化學研究院更名為“黑龍江省科學院石油化學研究院”。