Hội đồng quản trị: Đứng đầu là Chủ tịch Hội đồng quản trị chịu trách nhiệm về phần vốn nhà nước tại Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam. Giúp việc cho Chủ tịch hội đồng quản trị có các thành viên Hội đồng quản trị và Ban kiểm soát.
Ban Tổng giám đốc: Chịu trách nhiệm điều hành các hoạt động sản xuất kinh doanh hàng ngày của Tập đoàn. Giúp việc cho Tổng giám đốc gồm các Ban chức năng điều hành các hoạt động sản xuất kinh doanh của Tập đoàn.
Các công ty con:
Các công ty kinh doanh xăng dầu:
17 Công ty xăng dầu ở miền Bắc.
8 Công ty xăng dầu miền Trung.
17 Công ty xăng dầu miền Nam.
Các công ty Liên doanh:
Công ty liên doanh BP-Petco.
Công ty liên doanh PTN.
Công ty lien doanh BVP
Công ty liên doanh TNHH kho X.Dầu ngoại quan Vân phong.
Các công ty Cổ phần:
Tổng công ty cổ phần bảo hiểm (PJICO).
Tổng công ty cổ phần Gas Petrolimex (PGC).
Tổng công ty cổ phần Hóa dầu Petrolimex (PLC).
Tổng công ty Vận tải thủy Petrolimex (PG Tanker).
Tổng công ty Dịch vụ Xăng dầu Petrolimex (PTC)
Công ty cổ phần đầu tư và dịch vụ hạ tầng Xăng dầu (PLAND).
Công ty cổ phần cơ khí xăng dầu (PMS).
Công ty cổ phần xây lắp I (PCC 1).
Công ty cổ phần xây lắp III.
Công ty cổ phần xuất nhập khẩu Petrolimex (PITCO).
Công ty cổ phần thiết bị xăng dầu Petrolimex (PECO).
Công ty cổ phần thương mại & vận tải Petrolimex Hà Nội (PETAJICO)
Công ty cổ phần tin học viễn thông Petrolimex (PIACOM)
Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Petrolimex (PEC)
Công ty cổ phần vận tải & dịch vụ Petrolimex Hà Tây.
Công ty cổ phần vận tải & dịch vụ Petrolimex Hải Phòng.
Công ty cổ phần vận tải & dịch vụ Petrolimex Nghệ Tĩnh.
Công ty cổ phần vận tải & dịch vụ Petrolimex Đà Nẵng.
Công ty cổ phần vận tải & dịch vụ Petrolimex Thừa Thiên Huế.
Công ty cổ phần vận tải & dịch vụ Petrolimex Sài Gòn.
Công ty cổ phần vận tải xăng dầu đường thủy.
Công ty cổ phần vận tải xăng dầu đường thủy Petrolimex.
Công ty cổ phần vận tải xăng dầu Vitaco.
Công ty cổ phần đầu tư Công đoàn (PG Invest)
Công ty cổ phần nhiên liệu bay Petrolimex (PA)
Ngân hàng TMCP Xăng dầu Petrolimex (PG Bank).
Văn phòng đại điện:
Văn phòng đại diện Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam tại TP. Hồ Chí Minh.
Văn phòng Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam tại Cam pu chia.
Công ty TNHH 1 thành viên Petrolimex tại Singapore
