Năm 1996 với định hướng chiến lược phát triển ngành Dầu khí về phía hạ nguồn, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đã ký hợp tác toàn diện với UBND các tỉnh ĐBSCL (Cần Thơ, Vĩnh Long, Sóc Trăng, Trà Vinh, An Giang, Cà Mau, Bạc Liêu, Kiên Giang) về phát triển hệ thống tồn chứa, phân phối, kinh doanh các sản phẩm dầu khí tại ĐBSCL, và ngày 15/05/1998 Công ty Liên doanh Mekong (Petromekong) đã được hình thành, với số vốn điều lệ ban đầu là 112 tỷ đồng.

 Tháng 08/2008, Tập đoàn đã chuyển phần vốn góp của Tập đoàn tại Petromekong giao cho PV OIL quản lý, tương ứng với 56% vốn điều lệ (Từ thời điểm này, Petromekong đã trở thành Công ty thành viên của PV OIL), từ tháng 02/2009 chuyển đổi thành Công ty Cổ phần Dầu khí Mekong, với số điều lệ không thay đổi so với trước khi thành lập.

  Năm 2010,đã hoàn tất tăng vốn điều lệ từ 112 tỷ đồng lên 350 tỷ đồng, trong đó PV OIL chiếm 92,19% vốn điều lệ;

  Từ đầu năm 2012, Petromekong ngưng thực hiện chức năng Đầu mối xuất nhập khẩu xăng dầu theo đúng chủ trương của Tổng Công ty, với chức năng chính là kinh doanh xăng dầu nội địa.

  Từ tháng 7/2015 - nay, đã hoàn tất thực hiện phương án sáp nhập PV OIL Vĩnh Long, PV OIL An Giang  vào Petromekong theo chủ trương của Tổng Công ty, với số vốn điều lệ sau khi sáp nhập là 514 tỷ đồng, trong đó PV OIL chiếm 89,73% vốn điều lệ.