20世紀80年代后期，針對我國自產(chǎn)原油普遍偏重且石油資源相對不足這一事關(guān)國家能源安全的重大戰(zhàn)略問題，著名石油化工專家楊光華教授、林世雄教授、時銘顯教授等向國家計委建議，成立專門針對重質(zhì)油的國家重點實驗室。這就是于1995年正式對外開放的我國石油石化領(lǐng)域惟一的國家重點實驗室——重質(zhì)油加工國家重點實驗室。2002年，實驗室更名為“重質(zhì)油國家重點實驗室”。
　　近年來，重質(zhì)油國家重點實驗室積極開展前沿基礎(chǔ)研究，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)，打造高素質(zhì)創(chuàng)新研究團隊，培養(yǎng)高層次人才，搭建高水平研究平臺，構(gòu)筑國際合作與交流核心基地，發(fā)展成為在國內(nèi)外有一定知名度的高水平重質(zhì)油基礎(chǔ)性研究基地。
　　在2009年的周期性評估中，專家組對實驗室的發(fā)展給予了肯定，認為實驗室總體定位目標明確，圍繞國家重大急需，對保障中國未來能源需求發(fā)揮了重要作用，對中長期能源政策產(chǎn)生了影響；科研成果豐富，并且產(chǎn)生了很大效益；為石油行業(yè)培養(yǎng)了人才。但專家組同時指出：與其他同類國家重點實驗室相比，重質(zhì)油國家重點實驗室高層次人才較為短缺，國內(nèi)、國際的開放度不足，申報成果獎較少，需要提高已有代表性成果的公信度、公認度和顯示度。
　　此后的兩年，重質(zhì)油國家重點實驗室在科技部、教育部、中石油及所依托的中國石油大學（北京）和中國石油大學（華東）的領(lǐng)導和支持下，開始了大幅度、全方位、深層次的整改。
　　2009年9月至12月，實驗室針對存在的問題和不足，認真學習研討《國家重點實驗室建設(shè)與運行管理辦法》、《國家重點實驗室評估規(guī)則》等文件精神，多次召開各層面專家參加的整改措施研討會，到精細化工國家重點實驗室等優(yōu)秀實驗室觀摩學習，深層次思考國家重點實驗室建設(shè)和發(fā)展的定位與路徑，明確了整改任務(wù)，確立了整改目標，最終提出了實驗室整改發(fā)展的有力措施。
　　群策群力，共謀發(fā)展。通過兩年多扎扎實實的工作，重質(zhì)油國家重點實驗室各項整改措施在實踐中展現(xiàn)出蓬勃的生命力，為實驗室一系列成績的取得奠定了堅實的基礎(chǔ)。
錘煉研究方向
根據(jù)國家能源資源中長期發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求，從學科發(fā)展高度和學術(shù)前沿角度出發(fā)，實驗室以基礎(chǔ)科學研究為主導，明確了實驗室的總體定位：以國家重大需求為導向，以“重質(zhì)油高效開采與轉(zhuǎn)化利用”為核心，以前沿性應(yīng)用基礎(chǔ)研究和重大技術(shù)創(chuàng)新為目標，發(fā)展新理論、新方法，打造高素質(zhì)研究隊伍，構(gòu)筑高水平科學研究平臺和高層次人才培養(yǎng)基地，為國家能源安全和可持續(xù)發(fā)展做出重大貢獻。同時，以解決制約重質(zhì)油高效轉(zhuǎn)化與優(yōu)化利用的關(guān)鍵科學問題為重點，更大范圍地調(diào)整實驗室涉及的研究領(lǐng)域，將此前的5個方向進一步凝練為重質(zhì)油化學、重質(zhì)油轉(zhuǎn)化利用催化劑、重質(zhì)油轉(zhuǎn)化利用工藝與工程三個研究方向。三個研究方向始終圍繞重質(zhì)油高效潔凈轉(zhuǎn)化與優(yōu)化利用關(guān)鍵基礎(chǔ)理論的科學內(nèi)涵和應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵要素，實現(xiàn)了多學科的交叉和相互轉(zhuǎn)化。
優(yōu)化運行機制
按照“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的原則，實驗室進一步優(yōu)化固定人員組成，實行動態(tài)管理，每年調(diào)整一次。為此，實驗室建立了“固定人員候選人庫”，相關(guān)學科研究人員按成果貢獻多少進入實驗室固定人員名單。
　　為推動高層次人才隊伍、青年優(yōu)秀人才隊伍和后備人才隊伍的建設(shè)，實驗室加強了國家層面杰出人才、杰出海外留學人員和基礎(chǔ)研究人才的引進，為青年研究人員另設(shè)“職稱晉升特殊通道”，建立實驗室“基礎(chǔ)研究梯隊”，為實驗室補充強勁、新鮮、活躍的有生力量。實驗室自主研究經(jīng)費重點用于杰出人才、國家級重大項目、國家科技獎勵、高檔次學術(shù)論文、新進優(yōu)秀人才啟動的成果導向配套支持。實驗室進一步改進管理模式，成立了新一屆學術(shù)委員會，改組了領(lǐng)導班子，在各研究方向上由學科帶頭人或骨干教授擔任實驗室副主任。
整合研究平臺
發(fā)展空間的限制一直是中國石油大學（北京）發(fā)展過程中不得不面對的難題。學校在辦學空間非常緊張的情況下，為實驗室增加了1500平方米的面積，新建中試房屋面積500平方米，并給予實驗室免費使用面積4000平方米，全面修繕了化工樓實驗室，將教授辦公室、實驗室會議室等移入新區(qū)。有了這樣的條件保證，實驗室按基礎(chǔ)分析平臺和3大基礎(chǔ)研究方向調(diào)整了實驗室布局，在化工樓一樓設(shè)置分析測試平臺，集中實驗室公共平臺資源，提升了儀器分析、材料分析、油品分析三個板塊的儀器檔次和分析質(zhì)量。中國石油大學（華東）新增實驗室面積2000平方米，成立了儀器分析中心和油品分析中心，完善了中試平臺。
融合研究力量
根據(jù)調(diào)整后的研究方向，實驗室充分挖掘中國石油大學（北京）和中國石油大學（華東）的人才和平臺資源，突出研究平臺、研究方向、研究人員的融合，形成了充滿活力的核心研究力量。
　　融合后的“重質(zhì)油成因、成藏及開采”研究團隊以重質(zhì)油成因成藏的化學機理、重質(zhì)油開采過程的化學問題、重質(zhì)油開采過程的工程問題為主要研究內(nèi)容；“能源材料微結(jié)構(gòu)中心”研究團隊以催化新材料和納米材料為主要研究內(nèi)容；“生物技術(shù)與工程”研究團隊以重質(zhì)油生物開采、重質(zhì)油生物轉(zhuǎn)化與處理、生物法合成催化新材料、生物法生物質(zhì)能源為主要研究內(nèi)容。