S-OIL의 전신은 1976년 1월 세워진 한이석유다. 한이석유는 국내시장에 석유제품을 안정적으로 공급하기 위해 이란 국영석유공사(NIOC)와 쌍용양회 간 50:50의 합작투자로 세워진 회사다.
1980년 이란 호메이니 혁명의 여파로 이란 국영석유공사가 철수했다. 1980년 6월 쌍용양회가 이란 국영석유공사의 지분을 매입한 후 쌍용정유로 상호를 변경했다. 1980년 9만 3천 배럴의 일일생산능력(bpd)을 갖춘 상압증류시설이 첫 가동에 들어갔다. 1981년 1월 3320배럴의 일일생산능력을 갖춘 윤활기유 제조시설 가동을 시작으로 윤활유 시장에 진출했다.
1987년 증권거래소에 주식을 상장했다. 1991년 4월 신규 건축한 나프타 개질공정시설을 가동해 연간 90만 톤의 BTX(벤젠, 톨루엔, 자일렌) 생산능력을 갖추었다. 1992년 5월 사우디 아람코와 합작계약 및 원유구매 계약을 체결했으며, 8월에 아람코가 제3자 인수방식 유상증자를 통해 쌍용정유의 주식 35%를 매입하면서 합작회사가 되었다. 1998년 11월 국내 판매를 담당하는 자회사인 범아석유를 합병했다. 1998년 10월 세계 최대 파라자일렌 공장인 에쓰오일 자일렌 센터가 완공됐다. 자일렌 센터는 연간 70만 톤의 생산능력을 갖추었다. 당시 단일시설로는 세계 최대 규모였다.
S-OIL(대표 후세인 알 카타니)이 반기 영업이익 1조 2,002억원으로 국내 정유사 중 최대 실적을 달성한 것으로 나타났다. 매출액은 12조558억원으로 전년 동기 대비 39.4% 증가했고, 영업이익률도 10.0%로 높았다. 코로나19로 인한 석유제품 수요 감소로 국내외 정유사들이 가동률을 낮추었지만 S-OIL은 최대 가동률을 유지하며 성과를 낸 것으로 조사됐다.