Tổng công ty Petrolimex hiện có 41 đơn vị thành viên, 34 chi nhánh và xí nghiệp trực thuộc, 26 công ty có vốn góp chi phối và liên doanh cùng 1 Chi nhánh tại Singapore. Đây cũng là doanh nghiệp có thị phần bán lẻ xăng dầu lớn nhất trong nước với hơn 50%.