En 1878, un empresario privado, Manuel Antonio Pulido, perforó el primer pozo de petróleo de Venezuela en su hacienda en el Estado de Táchira. Seis años después, registró la empresa como Petróleos del Táchira. Continuó activa hasta 1934, cuando expiró su concesión. En 1914, la transnacional Caribbean Petroleum descubrió en el Estado de Zulia, alrededor del lago Maracaibo, el primer campo gigante de petróleo.
En los años 1920, Venezuela se convirtió en un productor en gran escala y en 1929 superó a México, al convertirse en el segundo mayor productor mundial de petróleo (después de los Estados Unidos). Amenazadas por el nacionalismo mexicano, las transnacionales del petróleo prefirieron entonces a Venezuela, pues encontraban en ella una libertad de acción que pocos países latinoamericanos proporcionaban y ninguno les ofrecía reservas comparables. La producción venezolana creció rápidamente durante la Segunda Guerra Mundial. El país aumentó los impuestos sobre el petróleo y sobre las inversiones en refinerías. Asimismo, fue el proveedor del 40% de las importaciones de los Aliados.
En 1945, la Junta Revolucionaria, que gobernó la nación luego del derrocamiento de Isaías Medina Angarita, aprobó una nueva ley que destinaba la mitad de las ganancias petroleras al Estado. Se inició, entonces, un ciclo de crecimiento acelerado que duró tres décadas.
En 1975, contando con la recaudación del Estado ampliada por la primera crisis del petróleo, el gobierno del socialdemócrata Carlos Andrés Pérez (1974-1978) nacionalizó el sector y creó la empresa Petróleos de Venezuela S.A. Al año siguiente, esa corporación ya operaba las catorce empresas estatizadas, cuya producción alcanzaba un total de 2,3 millones de barriles/día.
Los altos precios del petróleo le permitieron a Pérez implantar en Venezuela los rudimentos de un Estado de bienestar social y ampliar el gasto público. Su gobierno fracasó, sin embargo, en incentivar la industria y la agricultura, cuyo desarrollo continuó inhibido debido a las importaciones facilitadas por las divisas del petróleo. En la década de 1980, PDVSA compró la propiedad o participación en refinerías en el Caribe, Europa y los Estados Unidos, además de la distribuidora estadounidense Citgo, pero los impactos de la repentina alza de los intereses de la deuda externa y de la baja del petróleo provocaron una crisis financiera, acompañada por retroceso social, rebeliones populares y moratoria (1988).
Presionada a contrabalancear el deterioro de las cuentas externas con el aumento de la exportación del petróleo, PDVSA superó con frecuencia las cuotas de la Organización de los Países Exportadores de Petróleo (OPEP), lo que contribuyó a que los precios del producto bajaran todavía más, y se redujera la disponibilidad de recursos del país para inversiones. En la década de 1990, las dificultades financieras, combinadas con las presiones del FMI y la visión neoliberal del segundo gobierno de Pérez (1989-1993, apartado del cargo por juicio político) y de su sucesor Rafael Caldera (1993-1998), ocasionaron una serie de convenios operacionales, que volvieron a abrir áreas de explotación a transnacionales para ampliar la investigación y la producción. El gobierno abandonó la política de la gasolina barata para el mercado interno, cortó gastos sociales, privatizó estatales e incentivó a PDVSA a comportarse como empresa privada al buscar la maximización de su producción y de sus resultados.
En 1998, la estatal petrolera fue reorganizada, ganó mayor autonomía, y se empezó a discutir su privatización. Fue en ese clima que resultó elegido para la presidencia el coronel nacionalista Hugo Chávez Frías, autor de una fracasada tentativa de golpe contra el segundo mandato de Pérez. El nuevo gobierno cambió la política de producción. Dejó de burlar las cuotas de la OPEP y volvió a prestigiar la organización, considerada irrelevante en esa época por muchos analistas internacionales.
Los precios, que acababan de alcanzar el punto más bajo de la historia reciente, empezaron a recuperarse y parte de los recursos de PDVSA volvieron a ser aplicados en proyectos sociales, educación e infraestructura. En 2001, la participación de empresas extranjeras en el sector petrolero fue limitada al 49%. En el mismo año, el precio del petróleo volvió a retroceder, debido a la recesión estadounidense, consecuencia del colapso de las acciones de empresas de internet y del retroceso de las inversiones tras el atentado del 11 de septiembre en los Estados Unidos. Esa nueva realidad, combinada con el boicot al gobierno de Chávez por gran parte del sector empresarial, de la clase media, de los ejecutivos de PDVSA y del sindicato de los petroleros, sumió a Venezuela en una crisis política y económica que culminó con el golpe fracasado de abril de 2002. Durante un día y medio, el empresario petroquímico Pedro Carmona Estanga, presidente de Fedecámaras (Federación de las industrias), actuó como presidente de la República, apoyado por los medios, por Washington y por el FMI. Anunció la ruptura con Cuba y la OPEP, la apertura del sector de petróleo, la revocación de la Constitución y la formación de un gobierno tan estrecho y reaccionario que excluía a una gran parte del movimiento antichavista. La iniciativa de Estanga, sin embargo, no tuvo apoyo interno suficiente para medidas tan extremas. Masas populares movilizadas por militantes chavistas sumadas a militares moderados y pro-Chávez lo expulsaron del palacio presidencial y restauraron el gobierno constitucional.
Los antichavistas no se dieron por vencidos. Contando con el desgaste del gobierno por la crisis económica, promovieron un lockout nacional y la paralización de PDVSA desde diciembre de 2002 a febrero de 2003. El incidente reforzó la tendencia de recuperación de los precios internacionales, y Chávez consiguió no sólo una oportunidad legal, sino también apoyo popular para apartar directores y sindicalistas hostiles –que sustituyó por tropas y trabajadores leales–, y asumió el control absoluto de la estatal. Cerca de 18.000 empleados, la mitad del total, fueron despedidos.
En los meses siguientes, la producción de petróleo se recuperó, la economía volvió a crecer y en 2004 el alza permitió a la estatal venezolana aportar a los cofres del gobierno mucho más que lo previsto en el presupuesto. Esa recaudación financió un amplio programa de alfabetización y tratamiento médico gratuito (prestado por profesionales enviados desde Cuba a cambio de petróleo), además de la implantación de los “comedores populares” subsidiados. Tales políticas posibilitaron que Chávez tuviera un triunfo holgado en el plebiscito sobre su permanencia en el poder, exigido por la oposición.
Según el gobierno, la producción alcanzó 3,1 millones de barriles/día en 2004 y 3,3 millones en 2005. De estos últimos, 2,2 millones fueron producidos por la propia PDVSA y 600.000 por asociaciones estratégicas para la explotación de la región del Orinoco. Otros 500.000 provinieron de convenios operacionales de pozos marginales (semiagotados), celebrados con transnacionales en los años 90. En abril de 2005 se decretó el fin de esos convenios. En el final de ese año fueron sustituidos por sociedades con 51% del capital de PDVSA o devueltos a la estatal. La oposición discutió esos números: afirmó que la producción no se recuperó totalmente del lockout y continuaba en cerca de 2,64 millones de barriles/día de petróleo. Ese valor aparece en publicaciones internacionales, basadas en datos de la OPEP, que, según el gobierno, no contabilizaron la producción de petróleo pesado del Orinoco, de aproximadamente 633.000 barriles/día.
Cerca del 40% de la producción proviene de la región de Maracaibo. La capacidad total de producción es de 3,5 millones de barriles/día para PDVSA y los convenios operativos y 600.000 para las asociaciones estratégicas.
La empresa también produce 183 millones de metros cúbicos diarios de gas (con capacidad para 250 millones) y opera cuatro minas de carbón con reservas de mil millones de toneladas y capacidad de 8 millones de toneladas/año. Las reservas totales suman 77.000 millones de barriles de petróleo convencional y 4,19 billones de metros cúbicos de gas natural, lo que, en el ritmo actual, corresponde a ochenta años de producción de petróleo convencional y 63 de gas. Hay todavía 235.000 millones de barriles de petróleo pesado y superpesado (prácticamente asfalto), que en estado bruto es inadecuado para el refinamiento y aprovechamiento como gasolina u otros combustibles livianos. Sumados a las reservas convencionales, completan 312.000 millones de barriles, más que los 262.000 millones (convencionales) de Arabia Saudita.
PDVSA desarrolló una tecnología para emulsionar con agua el petróleo superpesado y tornarlo utilizable en calderas y termoeléctricas, pero el producto, comercializado como Orimulsión, está siendo abandonado: es más rentable mezclar el petróleo pesado con otros livianos y obtener un producto refinable, o con una cantidad menor de petróleo menos pesado para ser usado como óleo combustible.
El consumo interno es del orden de 449.000 barriles/día de petróleo convencional y 577.000 barriles/día de óleo equivalente total, incluyendo gas natural y óleo pesado. Lo restante de la producción (81%) es exportado –54% a los Estados Unidos y Canadá–. El gobierno Chávez se ha esforzado en diversificar sus clientes. Ofreció condiciones especiales a países del Caribe y a China, y le propuso a Brasil, la Argentina y Bolivia la creación de una asociación de las respectivas estatales, que sería llamada PetroAmérica, para garantizar el abastecimiento de esos países y actuar en conjunto en el mercado internacional.
PDVSA posee en Venezuela seis refinerías con capacidad para procesar 1,28 millones de barriles/día, pero la empresa también dispone de 24 refinerías en otros países, con capacidad total de 2 millones de barriles/día: una de ellas en Curaçao (Antillas Holandesas), ocho en los Estados Unidos y nueve en Europa.
En 2011, según el reporte anual de la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP), Venezuela se había transformado en el país con la mayor reserva de petróleo del mundo, sumando 296,5 mil millones de barriles en el suelo, superando a Arabia Saudita, que poseía 264,5 mil millones de barriles.
Gracias a la revolución bolivariana, la riqueza generada por el petróleo pasó a ser revertida a la población venezolana y a la región. Los programas sociales del país son, en gran parte, financiados por PDVSA. Entre 2004 y 2010, la estatal contribuyó con 61,4 millones. En 2012, tuvo inversiones de 17,3 millones y en 2013 13 millones. Desde 2005, el gobierno utiliza el precio del barril de petróleo como parámetro para tales inversiones. De esta cotización, US$ 36 son destinados a los compromisos y proyectos de infraestructura de PDVSA, el resto va al Fondo Nacional de Desarrollo y a FONDESPA, destinado a las obras sociales. En su primer año, por ejemplo, FONDESPA contó con una caja de US$ 2 millones.
Hasta junio de 2014, el precio del barril de petróleo oscilaba entre US$ 90 y US$ 100 y, desde entonces, viene cayendo, lo que generó severas restricciones al presupuesto estatal, una vez que 90% de sus divisas provienen del petróleo. En mayo de 2015, por ejemplo, el barril de petróleo estaba cotizado en US$ 69,63.
Al inicio de 2015, Eulogio del Pino asumió la presidencia de PDVSA, en sustitución de Rafael Ramírez, que ejercía el cargo desde 2002. Del Pino inauguró en San Vicente y las Granadinas nuevas instalaciones de almacenamiento y distribución de combustible de PDVSA, bautizadas con el nombre del presidente Hugo Chávez.