塔里木石油展厅筹建于1996年9月，1997年正式施工布展，1998年4月竣工。展厅面积1080m²，分为10个专题区，分别介绍党和国家对塔里木的殷切希望、塔里木盆地概况、塔里木勘探开发历程、西气东输工程、塔里木油田的机制体制以及油地共建等方面的情况。展厅开馆以来，先后接待中央领导江泽民、邹家华、黄菊、曾培炎、吴官正等21人，接待省部级领导96批次、2300多人，接待油田内外观众24585人次，为展示油田勘探开发建设成果，弘扬塔里木人艰苦创业精神，发挥了重要宣传作用，现已被自治区、集团公司列为“青少年爱国主义教育基地”和“企业精神教育基地”。2006年2月18日，塔里木油田对原展览馆进行改扩建。2006年7月20日完成改造，并重新开放。