1972 жылы басталды. Бір жылдан кейін стандартты емес жабдықтар цехы
салынып бітті. Бұдан кейін зауыттың құрылыс жұмыстары баяулап қалды, ал зауыттың негізгі цехы болып табылатын ЛК-6У цехның қурылысы уақытша тоқтатылды. Құрылыс жұмыстары 1976 жылы ғана қайтадан жанданды, сөйтіп қосымша цехтарды тұрғызу жұмыстары басталды.1984 жылдың желтоқсан айында зауыттың 100-ші секциясы (ЭЛОУ-АТ), яки ЛК-6У қондырғысы іске қосылды. 1985 жылдың тамыз айында тағы да екі секция - 200-ші секция (катализдік реформингтеу) және 300/1,300/2-ші секция (дизельдік отынды гидротазалау және крекингтеу) - өндіріске берілді. Сол жылы күкірт өндіру қондырғысы іске қосылды. 1986 жылдың қаңтар айында 400-ші секция (газдық фракциялау қондырғысы) іске қосылды. Осы кезден бастап зауыт толық сулба бойынша жұмыс істей бастады, сөйтіп қуатын жылына 6 млн. тоннаға жеткізді.
1987 жылы екі жаңа қондырғының қурылысы басталды, олар - қуаты жылына 3,8 млн. тонналық мазутты вакуумдық айдау қондырғысы (УВПМ) (бул қондырғы өндіріске 1992 жылы берілді) және өндірістік қуаты жылына 600 мың тонналық баяу кокстау қондырғысы (УКЗ).
1989 жылдан бастап мұнайды тереңірек өңдеуді және мұнайдың ашықтүсті өнімдерін көбірек өндіруді қамтамасыз ету мақсатында өндірістік қуаты жылына 2 млн. тонналық Г-43/107М катализдік крекингтеу кешенінің құрылысы басталды.
Зауыт Батыс Сібір кенорындарынан Омбы-Павлодар-Шымкент арналық құбыры арқылы жеткізілген батыссібірлік шикі мұнайды өңдеуге жобаланған болатын Орталық Қазақстанның батысында Қумкөл кенорны ашылғаннан кейін осы кенорынның мұнайы да Шымкент зауытына жөнелтіле бастады, сөйтіп осы зауытта батыссібірлік мұнаймен қоспа түрінде өңделетін болды. Құмкөл шикізаты жеңілдеу және парафині жоғары. 1999 жылдан бастап Петро Қазақстан Ойл Продактс толығымен Құмкөл мұнайына өңдеуге көшті.
Петро Қазақстан Ойл Продактс (Шымкент мұнай өңдеу зауыты)