Đặc trưng trong chuỗi cung ứng xăng dầu của Tập đoàn thể hiện ở những đặc điểm sau:
Về mô hình kinh doanh, khác với các công ty kinh doanh xăng dầu khác trong nước, Tập đoàn kiểm soát gần như toàn bộ chuỗi cung ứng của mình: từ phương tiện vận chuyển, bồn bể, kho hàng, cửa hàng phân phối xăng dầu. Do đó, phương thức chủ yếu bán hàng chủ yếu của Petrolimex là bán lẻ. Trong khi đó, các công ty xăng dầu nhỏ lẻ chủ yếu thuê tàu, thuê kho và bán buôn cho đại lý.
Về mặt quản lý, Tập đoàn quản lý chuỗi cung ứng của mình theo nguyên tắc quản lý tập trung, tức là Tập đoàn chịu trách nhiệm tạo nguồn hoàn toàn đến các công ty thành viên trong hệ thống. Hàng hóa trên toàn hệ thống thuộc quyền sở hữu của Tập đoàn, gửi tại các kho do công ty thành viên quản lý và Tập đoàn trả cho các công ty thành viên phí thuê kho. Các công ty, doanh nghiệp thành viên trong Tập đoàn không được phép vay, mua nguồn xăng dầu khác ngoài Tập đoàn để kinh doanh khi chưa được Tập đoàn chấp thuận bằng văn bản. Tập đoàn mua hàng, điều hành nguồn trên nguyên tắc đáp ứng tốt nhất nhu cầu xăng dầu tiêu dùng của xã hội trong điều kiện cụ thể về khả năng nhập khẩu và khai thác nguồn, duy trì tồn kho toàn Tập đoàn ở mức hợp lý, phù hợp với quy định của pháp luật. Để chuẩn bị cho công tác lập kế hoạch mua, hàng tháng các công ty thành viên gửi đơn mua hàng ghi rõ số lượng, chủng loại hàng hóa và phương thức bán hàng (bán lẻ, bán buôn, bán đại lý). Đơn mua hàng được lập dựa trên cơ sở nhu cầu bán hàng của tháng tiếp theo, đăng ký với Tập đoàn, không điều chỉnh và không hủy ngang. Đơn mua hàng là một trong những tiêu chí đánh giá chất lượng marketing, nắm bắt diễn biến nhu cầu và khả năng cạnh tranh của các công ty thành viên; không phải là định mức hạn chế bán hàng. Công ty
được quyền đăng ký đơn hàng bổ sung khi Tập đoàn nhận thấy có khả năng cân đối được nguồn hàng.
Về giá mua và sản lượng, do là khách hàng lớn, thông thường Tập đoàn ký hợp đồng term (hợp đồng năm) với 2 nhà cung cấp chính là BSR và NSR. Ký hợp đồng term mang lại lợi thế cho Tập đoàn trong khi đàm phán giá cả, tuy nhiên bù lại Tập đoàn phải cam kết sản lượng mua hàng tháng do đó, sẽ khó điều chỉnh khi có sự thay đổi đột ngột về sức cầu trong nước. Trong các trường hợp sản phầm của 2 nhà máy này không đủ để đáp ứng nhu cầu, Tập đoàn sẽ mua từ nhà cung cấp nước ngoài theo hợp đồng spot (hợp đồng theo từng chuyến). Việc mua hàng hóa theo hợp đồng spot thường sẽ khiến giá mua cao hơn so với hợp đồng term.
Về hàng hóa, Tập đoàn kiểm soát gần như hoàn toàn về chất lượng và số lượng hàng hóa kể từ khi mua từ các nhà cung cấp cho đến khi bán cho người tiêu dùng thông qua hệ thống kho bể, hệ thống các CHXD và phương tiện vận tải của các công ty con mà Tập đoàn nắm quyền kiểm soát. Để làm được điều này, Petrolimex đã ban hành các quy chế thống nhất các nội dung và nguyên tắc về quản lý hao hụt, quản lý chất lượng áp dụng trên toàn hệ thống. Vì thế, khách hàng có thể luôn yên tâm khi sử dụng các sản phẩm của Petrolimex.
Cuối cùng, khác với các công ty tư nhân, Petrolimex là một doanh nghiệp chịu sự chi phối của Nhà nước, mà cụ thể là Ủy ban Quản lý vốn Nhà nước tại Doanh nghiệp và dưới sự giám sát của Bộ Công Thương. Theo đó, Tập đoàn xăng dầu Việt Nam chịu trách nhiệm đảm bảo cung ứng đầy đủ nguồn năng lượng này cho xã hội và nền kinh tế, hay nói cách khác là đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Khi giá xăng dầu giảm sâu hoặc trong những điều kiện khách quan không thuận lợi, nếu như các công ty tư nhân có thể tạm thời ngừng bán hay từ chối cấp hàng thì Tập đoàn vẫn luôn phải đảm bảo đủ nguồn hàng cần thiết, không chỉ để đáp ứng nhu cầu của những khách hàng thường xuyên mà còn cả lượng cầu trước đây được các công ty này cung cấp. Vì thế, việc cân bằng giữa hiệu quả kinh doanh và nhiệm vụ chính trị luôn đặt ra một bài toán khó đối với Ban lãnh đạo Petrolimex.