上海石化展示馆最初是由上海石化及全体员工集资兴建，于1992年6月1日首次对外开放。2002年和2005年，上海石化和上海市科委共同出资，对展示馆先后进行了两次改造，并更名为上海石化展示馆暨上海市石油化工科技馆。2012年，上海石化在建厂40周年之际，对展示馆进行了全面升级改造。
改造后的上海石化展示馆，展厅面积2500㎡，分为两层，由上海石化企业展示馆、上海市石油化工科技馆、上海石化文化艺术馆三个相对独立的馆组成。
上海石化企业展示馆，通过企业风采、历史印记、企业文化和宏伟蓝图板块，以连贯完整的脉络展示上海石化的发展历程。
上海石油化工科技馆，通过多种互动形式，展现一个奇妙科幻、参与性和趣味性兼备的石化科技空间。
上海石化文化艺术馆，通过展示部分上海石化所收藏的艺术大家和企业员工的艺术作品，展示上海石化深厚的艺术积淀和文化内涵。
本展馆是上海市爱国主义教育基地、上海市科普教育基地和上海市青少年教育基地。