История ВНИГНИ со дня основания в 1953 году неразрывно связана с нефтегазопоисковыми работами в нашей стране. За более чем полувековой период в институте были созданы основополагающие геологические документы по нефтегазоносным и потенциально нефтегазоносным регионам, разработаны стратиграфические схемы, изучены тектоника, литология, фации, геохимия, петрофизика и гидрогеология нефтегазоносных комплексов, построены карты нефтегазогеологического районирования, изданы труды по геологии и геологии нефтегазоносных провинций России и бывших республик, фундаментальным проблемам формирования залежей нефти и газа и закономерностям их размещения. Ученым советом ВНИГНИ подготовленно свыше 540 специалистов - докторов и кандидатов наук, представителей геологоразведочных и научных организаций России, других республик бывшего СССР и стран дальнего зарубежья.
На протяжении многих лет институте работали выдающиеся ученые: С.П. Максимов, Н.И. Буялов, Г.Х. Дикенштейн, Н.А. Еременко, М.К. Калинко, А.И. Клещев, М.С. Бурштар, М.Н. Саидов, С.К. Нечитайло, И.П. Зубов, А.В. Ульянов, В.В. Вебер, Я.С. Эвентов, Б.П. Ясенев, С.В. Семихатова, Е.К. Шуцкая, А.И. Ляшенко, К.Ф. Родионова, Р.Г. Панкина, Т.А. Ботнева, Е.С. Ларская, Г.Т. Овнатанов, В.И. Гороян, Л.Н. Смирнов, Л.Б. Вонгаз, П.С. Хохлов, В.И. Вето, В.И. Браташ, С.Д. Иванов, Н.В. Безносов, К.Н. Кравченко, Ю.П. Мирончев.
Для решения крупных народнохозяйственных проблем вокруг ВНИГНИ формировались творческие коллективы ученых и специалистов нефтяной и газовой промышленности, Российской Академии Наук, высшей школы. Многие созданные в тот период геологические документы (атласы литофациальных карт, тектонические схемы, схемы нефтегазогеологического районирования, карты нефтегазоносности и др.) и поныне являются базовыми при выработке стратегических решений в государственной политике геологического изучения недр.
В последние десятилетия институт активно участвует в подготовке обоснования поисково-разведочных работ в новых перспективных в отношении нефтегазоносности регионах, освоение которых через систему лицензирования могло бы обеспечить внутренние и экспортные потребности страны. Появилась необходимость разработки новых нормативных документов, определяющих отношения государства и недропользователя и правила ведения геологоразведочных работ и добычи полезных ископаемых. Соответственно были скорректированы направления деятельности института, включая участие в разработке и экспертизах программ геологоразведочных работ и лицензирования, подготовка проектов методических руководств, регламентирующих работы по геологическому изучению недр, поискам, разведке и добыче углеводородов, экономической оценке месторождений и определению стартовых условий аукционов.
Руководителями новых направлений и большинства отделов, секторов и лабораторий стали специалисты, выросшие в стенах института, ученики и продолжатели традиций, заложенных старшим поколением.