沙特阿美的开端可追溯至1933年沙特阿拉伯和加利福尼亚标准石油公司（SOCAL）签订的《特许经营协议》。同时成立了一家名为加利福尼亚阿拉伯标准石油公司（CASOC）的子公司来管理这份协议。

正式工作旋即展开。在沙特的沙漠里勘探寻找石油，并于1935年开始钻井。在多年努力但成效甚微之后，1937年SOCAL高管向公司首席地质师马克斯•斯坦尼克（Max Steineke）征求意见。凭借多年的实地工作经验，斯坦尼克建议公司继续钻井。

整个1990年代，沙特阿逐步在全世界范围内拓展业务联系，结成合作项目，作出多笔跨国投资，首先是在1991年收购了大韩民国双龙炼油公司（2000年更名为S-Oil）35%的股份。

1994年公司的扩展继续向前，收购了菲律宾境内最大的原油炼制和销售商佩特龙公司（Petron Corporation）40%的股份。随后在1996年，在欧洲作出了多笔海外投资，包括收购了私营的希腊Motor Oil(Hellas)科林斯炼油公司及其销售附属机构Avin Oil工商及海上石油公司。

2000年代初期，为实现建成全球领先的一体化能源化工品企业的愿景，沙特阿美持续不断推进多元化发展。公司通过多种方式实现石油的价值，包括非金属材料、原油直接制化工品等，不断向油气传统市场和用途以外的领域开拓，同时大力投入于新的技术解决方案，实现更清洁、更高效的石油生产和消费，比如通过新型的高性能发动机与燃料，增进交通运输业的效率和可持续发展等。

沙特阿美亚洲区总部位于北京。阿美亚洲是沙特阿美的全资子公司，也是连接沙特阿美和中国的业务和文化桥梁。