Với mục tiêu xác định tiềm năng và gia tăng trữ lượng dầu khí, phát hiện thêm nhiều mỏ mới, đảm bảo nhu cầu về sản lượng dầu khí cho đất nước, Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam đã không ngừng mở rộng khu vực tìm kiếm, thăm dò thông qua các hợp đồng phân chia sản phẩm, hợp đồng liên doanh, hợp đồng điều hành chung, có nhiều phát hiện quan trọng, đưa nhanh các mỏđã được phát hiện vào khai thác và áp dụng các công nghệ tiên tiến để nâng cao sản lượng, tăng hệ số thu hồi dầu khí, bảo vệ môi trường tài nguyên.
Kết quả công tác tìm kiếm thăm dò cho đến nay đã xác định được các bể trầm tích Đệ Tam có triển vọng dầu khí: Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay-Thổ Chu, Tư Chính-Vũng Mây, nhóm bể Trường Sa và Hoàng Sa,
trong đó các bể: Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay-Thổ Chu và Sông Hồng gồm cả đất liền (miền võng Hà Nội) đã phát hiện và đang khai thác dầu khí.
PetroVietnam hiện đang khai thác dầu khí tại 09 mỏ ở trong và ngoài nước: Bạch Hổ, Rồng, Đại Hùng, PM3-CAA/Cái Nước, Hồng Ngọc, Rạng Đông, Lan Tây-Lan Đỏ, Tiền Hải C, mỏ Sư Tử Đen, Rồng Đôi, Rồng Đôi Tây, Cendoz thuộc lô PM-304, Malaysia. Sản lượng khai thác trung bình của Tập đoàn Dầu khí đạt trên 350 nghìn thùng dầu thô/ngày và khoảng 18 triệu m3 khí/ngày. Tính đến hết 12/2006 đã khai thác trên 235 triệu tấn quy dầu trong đó dầu thô đạt trên 205 triệu tấn thu gom, vận chuyển vào bờ và cung cấp 30 tỷ m3 khí cho sản xuất điện, sản xuất đạm và các nhu cầu dân sinh khác.