Волгограднефтемаш, введен в строй, как "Сталинградский завод тяжелого крекингового оборудования" в сентябре 1941 года.
В мае 1957 года приказом Министра нефтяной промышленности СССР предприятие переименовывается в Государственный Союзный завод нефтяного машиностроения имени Петрова.

В июне 1966 года, за внедрение крупноблочного метода производства оборудования для нефтеперерабатывающей промышленности, Волгограднефтемаш награжден орденом Ленина.

В марте 1975 года решением Минхимнефтемаша СССР образовано Производственное объединение «Волгограднефтемаш», в которое вошли завод имени Петрова и Котельниковский арматурный завод.

В августе 1986 года создано Научно-производственное объединение (НПО) «Волгограднефтемаш» в составе «Завода имени Петрова», Котельниковского арматурного завода, Борисоглебского завода химического машиностроения, Саратовского завода нефтяного машиностроения, Подольского Центрального конструкторского бюро нефтеаппаратуры (ЦКБН) и Волгоградского института ВНИИПТХимнефтеаппаратуры.