Von 1950 bis 1953 dauerte der Bau der Raffinerie in Holthausen. Ende 1952 hatte die Gewerkschaft Erdöl-Raffinerie Emsland (GEE) insgesamt 135 eigene Beschäftigte. 1953 konstituierte sich der erste Betriebsrat der Erdöl-Raffinerie Emsland. Im August 1953 startete die Raffinerie ihren Probebetrieb. Wegen eines Schadens an der katalytischen Crackanlage, auch Houdrycracker genannt, während des Anfahrbetriebs verzögerte sich jedoch die planmäßige Verarbeitung des deutschen Rohöls bis zum Februar 1954.
Im ersten Produktionsjahr betrug der Rohöldurchsatz bereits 480.529 Tonnen. 1955 wurde in der Erdöl-Raffinerie Emsland die erste chemisch-biologische Kläranlage in einer deutschen Raffinerie in Betrieb genommen. 1958 wurde die Raffinerie an die Nord-West-Ölleitung (NWO) angeschlossen und war nun in der Lage, über Wilhelmshaven Importrohöle zu beziehen. Zur gleichen Zeit entstand mit einer Investition von rund 36 Millionen Mark der Betrieb II mit einer Durchsatzkapazität von 1,5 Millionen Tonnen für die Verarbeitung der Importrohöle.
Die Gesamtkapazität der Raffinerie stieg damit auf jährlich 2,5 Millionen Tonnen Rohöl an. Ende der 1950er Jahre beschäftigte die Raffinerie bereits 970 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, darunter 22 Auszubildende.
Mit dem wachsenden Angebot an deutschem Rohöl wurde auch der ältere Teil der Raffinerie, der Betrieb I, um eine weitere Destillations-, Verkokungs- und Gasrückgewinnungseinheit im Jahr 1962 vergrößert. Bis Januar 1964 mussten der Betrieb I und II streng getrennt voneinander betrieben werden, da bis zu diesem Zeitpunkt das ausländische Rohöl mit Zoll belegt war und weder die Rohöle noch die daraus hergestellten Produkte innerhalb der Raffinerieanlagen vermischt werden durften.
Nachdem der Zoll wegfiel, konnte durch den Verbund zwischen den beiden Betrieben innerhalb der Raffinerie eine wesentlich größere Flexibilität und Ausnutzung der einzelnen Anlagen erreicht werden. Der zunehmende Bedarf an petrochemischen Vorprodukten führte dazu, dass ab 1967 Erweiterungsprojekte begannen. 1968 konnte eine Benzolanlage in Betrieb genommen werden.
Mit Wirkung zum 1. Januar 1970 wurde die Gewerkschaft GEE umgewandelt und ihr Vermögen zu 100 Prozent an die Wintershall AG in Kassel übertragen. Der neue Name des Ölwerks lautete 'Wintershall Aktiengesellschaft Erdöl-Raffinerie Emsland'.
Um der ständig wachsenden Nachfrage nach Superkraftstoffen besser gerecht zu werden, wurden Anfang 1971 ein dritter Reformer und im Frühjahr 1972 eine weitere Destillationseinheit mit einem Durchsatzvermögen von 1,3 Millionen Tonnen Rohöl pro Jahr in Betrieb genommen. Rote Bilanzzahlen machten eine Umstrukturierung der Raffinerie erforderlich. Insgesamt wurden für diese Umstrukturierung 270 Millionen Mark investiert. Der Hydrocracker oder HC-Anlage mit seinen Folgeanlagen, dessen Bau 1976 begann, war das Kernstück der Raffinerie-Umstrukturierung. Er ersetzte den in die Jahre gekommenen katalytischen Houdrycracker. Um den zukünftigen Bedarf an unverbleiten Ottokraftstoffen zu decken, wurde erstmalig ein kontinuierlich regenerierender Reformer gebaut, ein sogenannter CCR Reformer Nr. 4.
1981 ging erstmals in der Geschichte der Bundesrepublik der Benzinverbrauch um rund sechs Prozent zurück. Bereits Ende 1982 hatte sich die Mineralölindustrie von 25 Prozent ihrer Kapazität getrennt. Auch die Erdöl-Raffinerie Emsland erreichte kein positives Geschäftsergebnis mehr, sodass der Wintershall-Vorstand darüber nachdachte, die Rohölverarbeitung einzustellen, sich aber letztlich dagegen entschied. Die Rohölverarbeitung wurde von vier auf zwei Rohöldestillationen reduziert.
Anfang 1981 hatte man begonnen, die Tankwagenverladung weiter auszubauen, im Oktober 1982 wurde sie dann in Betrieb genommen. 1987 wurde eine neue Drehrohrofenanlage mit Rauchgasreinigung eingesetzt - ein wichtiger Beitrag zur Verbesserung des Umweltschutzes.
1989 verpflichtete die Bezirksregierung Weser-Ems die Raffinerie, ihre Werkfeuerwehr als eine hauptberufliche Werkfeuerwehr nach den Vorgaben des niedersächsischen Brandschutzgesetzes zu führen.
1992 bekam die Raffinerie trotz der erzielten Rationalisierungserfolge die Strukturveränderungen auf dem Mineralölmarkt erneut heftig zu spüren. Die Finanzierung vieler, im Wesentlichen umweltbezogener Projekte, unter anderem Modernisierung des Kraftwerks und des Flüssiggastanklagers sowie neuer Koker und Kohlenwasserstoffrückgewinnungseinrichtungen, mit einem Investitionsvolumen von etwa 450 Millionen Mark, wurde zur Existenzfrage. Die feste Verankerung der Raffinerie in der Region und damit auch bei den politischen Entscheidungsträgern zahlte sich aus: Kommunal-, Landes- und Bundespolitiker aller Parteien engagierten sich mit dem Unternehmen und den Mitarbeitern für den Erhalt der Raffinerie.
Es gelang, die Umstrukturierungsmaßnahmen zu finanzieren und eine drohende Werkschließung zu verhindern. Bereits im zweiten Halbjahr 1996 und im ersten Halbjahr 1997 schrieb die Erdöl-Raffinerie Emsland wieder schwarze Zahlen.
Im Dezember 1999 wurden die Erdöl-Raffinerie Emsland und der Wintershall Mineralölvertrieb, mit den Anteilen der Wintershall AG an der Aral AG, an die Veba Oel AG verkauft. Die Mobil Oil AG in Hamburg übereignete gleichzeitig ihre Aral Anteile an die Veba, die dadurch faktisch zum Alleineigentümer der Aral wurde.
Im Jahr 2002 erfolgte erneut ein Eigentümerwechsel. Die Deutsche BP AG, heute BP Europa SE, übernahm 100 Prozent der Veba Oel. Damit wurde die ERE zum ersten Mal in ihrer Geschichte Teil eines weltweit tätigen Mineralölkonzerns. Ein Jahr später feierte die Raffinerie – nun zur bp Familie gehörend – ihr 50-jähriges Bestehen.
2006 unterzog sich die ERE erstmalig einer Gesamtrevision, bei der alle Produktionsanlagen gewartet und inspiziert wurden. Mit einem Investitionsvolumen von etwa 25 Millionen Euro konnte die Raffinerie in 2007 zwei weitere Projekte zum Schutz der Umwelt realisieren: Der Bau einer Scotanlage zur Erhöhung des Schwefelrückgewinnungsgrades auf über 99,8 Prozent sowie der Neubau eines Tanks für Biokomponenten.
Ende 2007 unterzeichnete die bp einen Vertrag mit der NAM (NEDERLANDSE AARDOLIE MAATSCHAPPIJ B.V.) zur Wiedererschließung des rund 40 Kilometer Luftlinie entfernten Rohölfeldes im niederländischen Schoonebeek – ein wichtiger Meilenstein zur Standortsicherung. Die Versorgung der Raffinerie mit heimischem Rohöl ist für die nächsten Jahrzehnte gesichert.
Im Dezember 2008 eröffnete die bp in Lingen einen integrierten Betriebskindergarten in Kooperation mit der Kindertagesstätte Trinitatis. Zur besseren Vereinbarkeit von Familie und Beruf stehen den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern der bp in Lingen mehrere Betreuungsplätze für ihre Kinder zur Verfügung.
Seit 2011 wird in mehreren Bauabschnitten an der Errichtung einer neuen Kläranlage gearbeitet. Mit der neuen Anlage wird langfristig sicher gestellt, dass die Raffinerie für Kapazitätssteigerungen sowie für steigende Anforderungen in Bezug auf Emissionsminimierung und Arbeitssicherheit gut aufgestellt ist. Die Bauabschnitte 1 – Rechenanlage, Ölseparator und Flotations- und Schlammentwässerungsanlage – sind abgeschlossen. Der Abschluss des 3. Bauabschnitts – Biologische Reinigungsstufe – erfolgt später.
2012 fiel nach dreijähriger Vorbereitung und Planung der offizielle Startschuss für den Bau einer Zentralen Messwarte, um die vormals sechs dezentral angesiedelten Messwarten zusammenzuführen. Die Zentrale Messwarte ist ein Meilenstein in der Entwicklung der Raffinerie, denn dieser Bau sichert die Leistungsfähigkeit und die Wettbewerbsfähigkeit des Standortes nachhaltig. Die Investitionskosten belaufen sich auf 25 Millionen Euro.
Nach etwa 170.000 Arbeitsstunden am Bauwerk und einer mehrmonatigen Umzugsphase, die Ende 2014 abgeschlossen werden konnte, wurde die Zentrale Messwarte im Februar 2015 offiziell eingeweiht. Hier vereinen sich Spitzentechnik und zeitgemäße Ausstattung: ergonomische Arbeitsplätze, druckwellensichere Fenster und Türen sowie redundante Steuerungssysteme sorgen für ein Höchstmaß an Sicherheit.
In unmittelbarer Nähe zur Raffinerie, dem Hohenpfortenweg, unterhält bp Lingen einen Bürokomplex in modularer Bauweise. Im Jahr 2008 errichtet, wurde es im Jahr 2015 erweitert, um Arbeitsplätze für weitere Mitarbeiter und Partnerfirmen bereitzuhalten. 160 Menschen arbeiten hier für bp in Lingen.
Am 4. August 2015 wurde die Raffinerie zum ersten Mal in ihrer Geschichte mit Rohöl aus dem Raum Hannover Ost beliefert. bp in Lingen hat damit ihren Anteil an heimischem Rohöl weiter erhöht. Mit der Abnahme dieses Rohöls verarbeitet die bp in Lingen nun vollständig das in Niedersachsen geförderte Rohöl.
Im September 2016 unterzeichneten bp und Uniper einen Kooperationsvertrag zur Prüfung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit des Einsatzes der Power to Gas-Technologie am Standort Lingen.
Von April bis Juni 2017 wurde der bislang größte Stillstand in der Geschichte der Raffinerie durchgeführt. Alle Raffinerieanlagen waren für TÜV-Prüfungen und Umbauten abgestellt. Insgesamt wurde in mehr als einer Million Arbeitsstunden unter anderem die Inspektion und Wartung von 102 Kolonnen und Reaktoren, 110 Luftkühlern, 34 Öfen und 517 Wärmetauschern vorgenommen. Zudem erhielt die Rohöldestillation eine neue Kolonne.
Am 16. Januar 2018 wurde der symbolische Grundstein für einen neuen Gebäudekomplex der bp in Lingen gelegt. Bis 2019 wird neben der Raffinerie ein Verwaltungs- und Dienstleistungszentrum entstehen, das künftig die Werkstätten, Werkfeuerwehr, das Labor, die Kantine sowie die Verwaltung der bp in Lingen beherbergt. Bei Abschluss aller Arbeiten des Projektes Ende 2019 werden in dem Gebäudekomplex etwa 360 Mitarbeiter der bp in Lingen unter einem Dach arbeiten.
Im August 2018 hat bp weltweit erstmals 'grünen Wasserstoff' zur Kraftstoffherstellung eingesetzt. In einem dreißigtägigen Demonstrationsprojekt zeigten die Ingenieure der bp in Lingen, dass der Einsatz erneuerbarer Komponenten in einer Erdölraffinerie möglich ist. Der grüne Wasserstoff wurde von der Audi Industriegas GmbH in Werlte mit Hilfe der Power to Gas-Technologie unter ausschließlicher Nutzung von erneuerbaren Energien hergestellt.
Im November 2020 gaben bp und Ørsted bekannt, gemeinsam an einem Projekt für die Produktion von grünem Wasserstoff im industriellen Maßstab zu arbeiten. In einer ersten Phase ist der Bau eines 50 Megawatt (MW) Elektrolyseurs mit dazugehöriger Infrastruktur in der bp Raffinerie in Lingen geplant.
Im Februar 2022 begann die Raffinerie nachhaltigen Flugkraftstoff (Sustainable Aviation Fuel, kurz: SAF) aus gebrauchtem Speiseöl im sogenannten "Co-Processing"-Verfahren herzustellen. Beim Co-Processing-Verfahren wird das gebrauchte Speiseöl gemeinsam mit Rohöl in den vorhandenen Anlagen verarbeitet. Das Endprodukt hat die gleichen Eigenschaften wie gewöhnliches Kerosin. Die Raffinerie war damit die erste industrielle Produktionsstätte in Deutschland, die dieses Verfahren zur SAF-Herstellung auf Basis von Biomasse angewendet hat. SAF ermöglicht eine signifikante CO2-Reduktion im Vergleich zu herkömmlichem Kerosin und kann von Fluggesellschaften ohne technische Umbauten verwendet werden. Für den Start der SAF-Produktion wurde in der Raffinerie eine neue Entladestelle gebaut, ein Tank zur Lagerung der biogenen Rohstoffe aufgerüstet und mit der zuvor aufwändig gewarteten Hydrocracker-Anlage verbunden.
Im April und Mai 2023 stand die gesamte Raffinerie für die nächste Großrevision nach 2017 still. Während der Abstellung wurden sowohl alle erforderlichen TÜV-Überprüfungen und -Abnahmen durchgeführt, aber auch Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen vorgenommen. Überprüft wurden mehr als 86 Kolonnen und Reaktionsbehälter, über 100 Luftkühler und 35 Öfen. Außerdem standen knapp 500 Wärmetauscher, über 1.800 Sicherheitsventile und Regelarmaturen sowie gut 600 Rohrleitungen auf der Prüfliste. Zudem wurden die Großrevision genutzt, um in den Anlagen Veränderungen oder Umbauten zu realisieren, die vor allem der Sicherheit, der Energieeinsparung sowie der Wirtschaftlichkeit des Standortes dienen. Für all diese Arbeiten unterstützen in der Spitzenzeit rund 3.500 externe Fachkräfte.