1992年1月，更名为中国石化茂名石油化工公司。

1993年11月，30万吨/年乙烯工程正式开工建设。

1996年8月，30万吨/年乙烯工程建成投产，公司实现从炼油为主向以石油化工为主的重大转变。为落实国务院五项优惠政策，

1999年5月12日，以炼油厂、动力厂为基础，对主业经营部分资产进行改制重组，登记注册成立了茂名石化炼油化工股份有限公司。

2000年，集团公司重组改制后，茂名石化公司划分为中国石化茂名炼油化工股份有限公司（子公司）、中国石化股份有限公司茂名分公司（分公司）和中国石化集团茂名石油化工公司（存续公司）三部分。

2000年3月开始，作为上市部分的分公司、子公司与存续公司在财务上分帐分立。

2004年以来，按照“质量升级、隐患整改、结构调整、技术改造、挖潜增效”的“五位一体”方针，公司新建了焦化、催化重整、柴油加氢等装置，并将原焦化装置进行改造，使炼油加工手段更为完备，装置结构进一步改善。

2004年12月15日，实施100万吨/年乙烯改扩建工程。

2006年9月16日100万吨/年乙烯改扩建工程建成投产，创造了国内乙烯工程规模最大、建设工期最短、投资成本最低、设备和技术国产化率最高的新纪录。

2007年6月，中国石化集团资产经营管理有限公司茂名石化分公司成立，与中国石化集团茂名石油化工公司、中国石化股份有限公司茂名分公司对外统称茂名石化。

2017年11月1日，中国石化集团茂名石油化工公司更名中国石化集团茂名石油化工有限公司，并将中国石化集团资产经营管理有限公司纳入统一公司制改制获得成功，成为集团公司80家改制企业中，唯一一家为“重组+改制”的企业。标志着茂名石化公司自此建立了权责明确、相互制约的法人治理结构。

2020年12月31日，中国石化茂名石化260万吨/年浆态床渣油加氢装置成功投产。

炼油综合配套加工能力达到2000万吨/年，乙烯生产能力达到110万吨/年，同时拥有动力、港口、铁路运输、原油和成品油输送管道以及30万吨级单点系泊海上原油接卸系统等较完善的配套系统。茂名石化现有固定资产原值454.79亿元，在册职工9034人，离退休职工12417人。2016年，茂名石化加工原料油1937.12万吨，生产乙烯113.03万吨；公司上缴利税385.41亿元，同比增加50.25亿元，连续第七年成为广东省第一纳税大户。上半年，面对生产经营任务繁重和炼油装置大修等困难和挑战，公司抓住市场行情较好的有利时机，团结一心，超常工作，深挖潜力，全面完成了各项工作任务，取得了优异的生产经营业绩，各项工作再上新台阶、实现新突破。1-6月，累计加工原油909.37万吨，生产汽煤柴总量543.83万吨，生产乙烯58.04万吨，生产化工产品总量175.58万吨；累计实现销售收入491.36亿元（含互供收入70.70亿元），上交税金145.71亿元（含进口原油增值税31.76亿元），整体盈利创历史同期最好水平，继续位居中国石化炼化企业第二、同规模第一。

64年来，这家企业共向国家上缴利税4033亿元，约为固定资产总值的9倍。

截至2018年底，茂名石化累计加工原油4.23亿吨，向市场供应油品2.38亿吨、乙烯1679万吨，有力保障了广东与西南地区石化市场供应，实现了企业可持续发展。

1955年5月成立炼油厂，开始以加工页岩油为主，1963年开始加工天然原油。拥有常减压、催化裂化、渣油加氢、煤制氢等57套炼油主要生产装置及配套完善的辅助生产系统，是我国首家炼油加工能力达到千万吨级的炼油厂，先后加工过50多个国家155种国内外原油，生产出90多个石油产品，是国内最完善的燃料—润滑油—化工型炼油厂。2014年初高标准建成投用了国内最大的煤制氢装置，公司实现了由石油化工业务到石油化工—煤化工业务的重要转变。

一期30万吨/年乙烯工程1996年9月建成投产，二期改扩建工程2006年9月16日建成投产，成为我国首个百万吨乙烯厂。拥有裂解、高密度聚乙烯、全密度聚乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、合成橡胶等22套主要生产装置及配套完善的辅助生产系统、公用工程系统，每年可生产合成树脂、合成橡胶、液体有机化工原料等系列产品200多个品种共300多万吨。

主要负责公司蒸汽锅炉、汽轮机及蒸汽系统、风氮系统、电气系统的运行、维护和检修等，主要为公司生产提供热能和电能。现有炼油区3台CFB锅炉及配套3台汽轮发电机组，设计供汽能力1030吨/小时、发电能力14万千瓦；化工区2台CFB锅炉、3台油气混烧锅炉及3台汽轮发电机组，设计供汽能力1480吨/小时、发电能力10万千瓦。

主要负责原油、汽油、煤油、柴油、重油、石脑油、液体化工产品及杂货的装卸、储输、中转等生产任务。现有两座码头共5个泊位，30万吨级海上单点系泊原油接卸系统，湛江站罐区和北山岭罐区分别至茂名站罐区的两条原油长输管线，北山岭原油库、中国石化商业储备库、湛江站原油库、港区成品油库和液体化工品库等设施。

主要负责公司产品的出厂及部分原材料、基建设备、煤炭等物资进厂的铁路运输任务和为地方企业提供货物装卸中转业务。现有3个铁路站场，铁路运输能力约960万吨/年，液化气槽车装车能力60万吨/年以上。

2019年12月19日，茂名石化公司被广东省科协评为“广东省院士专家企业工作站”建站单位，有效期到2022年。

2021年6月，中国石化集团茂名石化有限公司化工分部党委被党中央表彰为全国先进基层党组织。

2021年6月，茂名石化炼油分部联合四车间党支部、茂名石化化工分部乙二醇车间党支部、茂名石化热电分部动力一车间党支部、茂名石化铁运分部供气站党支部、茂名石化港口分部第三作业区党支部、茂名石化仪控计量部计量运行作业区党支部被中共茂名市委授予“茂名市先进基层党组织”称号。

2022年4月29日，中国石化集团茂名石油化工有限公司炼油分部联合二车间团支部被授予“广东省五四红旗团支部”称号。