Hiện nay, Tập đoàn vận chuyển hang hóa thông qua 2 hình thức: vận tải đường biển và đường bộ.
Đối với vận tải đường biển, việc khai thác đội tàu của Petrolimex chưa thực sự đem lại hiệu quả, chưa phản ứng kịp thời với những thay đổi trong nền kinh tế. Cụ thể là, việc nhà máy lọc dầu Nghi Sơn đi vào hoạt động từ năm 2017 đã khiến cho tổng sản lượng xăng dầu sản xuất trong nước đáp ứng được gần 80% nhu cầu thực tế. Thêm vào đó, việc tạo nguồn nội địa cũng hiệu quả hơn về mặt chi phí do tối ưu hóa được quãng đường vận chuyển. Vì thế, bắt đầu từ năm 2017, Petrolimex cũng đã dần chuyển hướng tự tạo nguồn nhập khẩu sang nội địa. Trong khi đó, các cảng nội địa
chỉ có thể tiếp nhận được các tàu có trọng tải trung bình (tối đa 20.000DWT), không phù hợp với đội tàu cỡ lớn mà Petrolimex đang sở hữu vốn phù hợp với việc vận chuyển đường dài.
Đối với vận tải đường bộ, Tổng Công ty dịch vụ Xăng dầu Petrolimex (PTC) chịu trách nhiệm vận chuyển xăng dầu bằng đường bộ giữa các kho và CHXD trong hệ thống Petrolimex. PTC không trực tiếp điều động vận tải mà giao quyền và phương tiện cho 6 chi nhánh, mỗi chi nhánh phụ trách các địa bàn khác nhau. Quy trình di chuyển hàng hiện nay diễn ra như sau:
Hàng ngày, các Công ty thành viên kiểm tra lượng hàng tồn kho tại các CHXD trực thuộc. Từ đó, các công ty tính toán nhu cầu và đặt hàng chi nhánh PTC vận chuyển. Sau khi nhận yêu cầu đặt hàng từ các công ty, PTC nhận lệnh và điều động xe đến kho lấy hàng và chở đến CHXD.
Quy trình hiện tại gây ra nhiều bất cập trong việc quản lý, cụ thể như sau: (i) Việc cập nhật hàng tồn kho và ước tính nhu cầu phụ thuộc rất lớn vào yếu
tố con người. Nhiều cửa hàng trưởng chưa sát sao dẫn đến chậm cập nhật đơn hàng, bố trí phương tiện vận chuyển.
(ii) Việc các chi nhánh của PTC phụ trách các khu vực khác nhau dẫn đến việc cạnh tranh nội bộ giữa các chi nhánh và kém hiệu quả về mặt chi phí. Trên thực tế đã xảy ra trường hợp chi nhánh A vận chuyển đến 1 CHXD hiệu quả hơn nhưng lại không được đảm nhận do CHXD đó nằm trên địa bàn của chi nhánh B quản lý.
(iii)Hiện nay, lịch trình và vị trí của các xe trong quá trình vận chuyển đang không được kiểm soát, gây khó khăn trong việc ước tính thời gian vận chuyển và có thể dẫn đến gian lận trong quá trình vận chuyển.
(iv) Các công ty thành viên thường xuyên thay đổi đơn hàng nhằm phục vụ mục tiêu sản lượng, đặc biệt vào những thời kỳ cao điểm như lễ tết, thời tiết thay đổi đột ngột hay những ngày đổi giá. Việc này dẫn đến bất cập trong việc điều xe, lập kế hoạch vận chuyển.