Một nhân tố quan trọng góp phần vào sự thành công của PETROVIETNAM là đội ngũ CBCNV có tay nghề cao và được đào tạo tốt.

Nhằm cung cấp đầy đủ các nhà chuyên môn đáp ứng nhu cầu phát triển lâu dài, PETROVIETNAM đã và đang thực hiện hàng loạt chương trình đào tạo nguồn nhân lực.

PETROVIETNAM đã và đang cấp học bổng cho các sinh viên đủ tiêu chuẩn học đại học và sau đại học trong nước và ở nước ngoài thông qua Chương trình Tài trợ Đào tạo. Tổng công ty cũng đã thành lập một đơn vị trực thuộc để đào tạo nghề cho nhân viên trong ngành là Trường đào tạo Nhân lực Dầu khí (PMTC).

PETROVIETNAM có mối quan hệ chặt chẽ với các trường đại học và cơ sở đào tạo như Trường đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, Trường đại học Bách khoa, Đại học Tổng hợp Hà Nội, Đại học Tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh, và nhiều trường khác.

Cho đến nay, PETROVIETNAM có 4 đơn vị thành viên hoạt động trong lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng công nghệ là:

Viện Dầu khí (VPI);

Trung tâm nghiên cứu và phát triển Chế biến Dầu khí (RDCPP);

Trung tâm nghiên cứu và phát triển An toàn Môi trường Dầu khí (RDCPSE);

Trung tâm Thông tin Tư liệu Dầu khí (PIC).

Thế hệ trẻ của Việt Nam trong thiên niên kỷ mới
Ngoài ra, Xí nghiệp Liên doanh Dầu khí Vietsovpetro cũng có một cơ sở nghiện cứu là Viện nghiên cứu khoa học và thiết kế công trình Biển.