Początek historii Katedry sięga roku 1952, w którym na Wydziale Górniczym powołana została Katedra Kopalnictwa Naftowego pod kierownictwem prof. Zdzisława Wilka. Po jego przejściu na emeryturę w roku 1963 kierownikiem Katedry został prof. Jan Cząstka, a w roku 1966 doc. Kazimierz Liszka. Katedra ta zajmowała się działalnością naukową w zakresie szeroko rozumianej problematyki eksploatacji złóż ropy i gazu ziemnego, wód mineralnych, transportu i dystrybucji gazu ziemnego oraz eksploatacji złóż siarki metodą otworową. Powołana w 1966 roku na Wydziale Górniczym Katedra Geologii Naftowej wraz z Katedrą Wiertnictwa i Katedrą Kopalnictwa Naftowego tworzyły Oddział Wiertniczo-Naftowy, który w roku 1967 został przekształcony w Wydział Wiertniczo-Naftowy. W ramach nowoutworzonego Wydziału na miejsce Katedry Kopalnictwa Naftowego zostały utworzone dwa Zakłady, a mianowicie Zakład Eksploatacji Złóż Ropy Naftowej (kier. doc. Kazimierz Liszka) oraz Zakład Eksploatacji Złóż Gazu i Gazownictwa (p.o. kier. dr Władysław Duliński). W roku 1976 utworzony został Zakład Eksploatacji Otworowej i Inżynierii Złożowej, którego kierownikiem został prof. Kazimierz Liszka. W jego skład wchodziły 3 pracownie, które w 1985 roku zostały przekształcone w 3 samodzielne Zakłady: Eksploatacji Złóż Ropy (kier. prof. Kazimierz Liszka), Udostępniania i Ochrony Wód Podziemnych (kier. doc. Stefan Łaciak), Fizyki Złoża i Pomiarów Otworowych (kier. doc. Kazimierz Twardowski). W rezultacie reorganizacji struktury Wydziału w roku 1993, na bazie tych trzech Zakładów utworzony został Zakład Eksploatacji, Pomiarów Otworowych i Ochrony Złóż, którego kierownikiem został prof. Kazimierz Twardowski, a roku 1999 prof. Stanisław Rychlicki. Zakład ten w roku 2000 przyjął nazwę Zakładu Eksploatacji i Ochrony Złóż Surowców Płynnych. Sześć lat później nazwa Zakładu została zmieniona na Zakład Inżynierii Naftowej. W 2007 roku Rada Wydziału dokonała zmiany organizacyjnej w celu dostosowania struktury Wydziału do nowego Statutu AGH. Powołano 4 katedry, w tym Katedrę Inżynierii Naftowej powstałą w oparciu o Zakład Inżynierii Naftowej, której kierownikiem został prof. dr hab. inż. Stanisław Rychlicki oraz Katedrę Złóż Węglowodorów i Kształtowania Środowiska. Katedra ta wywodziła się z Katedry Geologii Naftowej kierowanej kolejno przez prof. dr Stanisława Wdowiarza, prof. dr inż. Stanisława Juchę oraz dr hab. inż. Ludwika Zawiszę, prof. AGH. W roku 2009 Katedra ta została włączona do Katedry Inżynierii Naftowej. Od roku 2012 funkcję kierownika Katedry pełnił prof. dr hab. inż. Jerzy Stopa. W roku 2020 funkcję tę objął dr hab. inż. Paweł Wojnarowski, prof. AGH.

Badania naukowe i działalność dydaktyczna prowadzone są aktualnie w trzech zespołach tematycznych związanych z historycznym formowaniem się Katedry:

• Zespół Eksploatacji Złóż Ropy – kierownik dr hab. inż. Paweł Wojnarowski
• Zespół Geofizyki i Fizyki Złóż – kierownik dr hab. inż. Zbigniew Fąfara
• Zespół Geologii i Hydrogeologii – kierownik dr hab. inż. Barbara Uliasz-Misiak, prof. AGH

Pracownicy Katedry niezależnie od działalności naukowo dydaktycznej czynnie uczestniczą w pracach szeregu organizacji krajowych i zagranicznych, do najważniejszych z nich można zaliczyć:

• Komisję Nauk Geologicznych PAN,
• Komisję Geoinformatyki PAU,
• Sekcję Przepływów Wielofazowych PAN,
• Sekcję Wiertnictwa i Górnictwa Otworowego Komitetu Górnictwa PAN,
• Stowarzyszenie Naukowo-Techniczne Inżynierów i Techników Przemysłu Naftowego i Gazowniczego,
• Society Petroleum Engineers,
• Society of Petroleum Well Log Analysts, USA,
• World Petroleum Council,
• International Gas Union,
• American Mathematical Society.