Năm 2012, Petrolimex chuyển đổi mô hình sang thành tập đoàn kinh tế, với tên gọi đầy đủ là "Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam".
Trước đó, Petrolimex với tên gọi đầy đủ là "Tổng Công ty Xăng dầu Việt Nam" là tổ chức kinh doanh thương mại xăng dầu và các sản phẩm hóa dầu tại khâu hạ nguồn lớn nhất ở Việt Nam. Tổng công ty Xăng dầu Việt Nam hiện có 43 Công ty thành viên, 25 Chi nhánh và 09 Xí nghiệp trực thuộc các Công ty thành viên 100% vốn Nhà nước; Có 20 Công ty cổ phần có vốn góp chi phối của Tổng công ty; Có 03 Công ty Liên doanh với nước ngoài. Ngoài ra, Tổng công ty Xăng dầu Việt Nam có 01 Chi nhánh tại Singapore.
Petrolimex đã hợp tác với Hanoi Software JSC để phát triển website đối ngoại tại địa chỉ www.petrolimex.com.vn và portal quản trị điều hành tác nghiệp tại địa chỉ private.petrolimex.com.vn
Giao diện trang chủ Petrolimex năm 2016 (sử dụng Responsive Web Design - ra mắt ngày 12/1/2016 nhân dịp kỷ niệm 60 ngày thành lập)
Giao diện trang chủ Petrolimex năm 2012 (sau khi chuyển sang tên gọi Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam)