«Газпром нефть» стабильно занимает одно из первых мест в России по темпам роста объемов нефтепереработки. Общая консолидированная переработка «Газпром нефти» за 2011 год в России и за рубежом составила 40,5 млн тонн, что на 6,8% превышает показатель 2010 года. Этого роста удалось достичь за счет консолидации объемов сторонней переработки нефти на Московском НПЗ
.

Стратегические цели «Газпром нефти» — переход на производство топлив высоких экологических классов в соответствии с требованиями Технического регламента, повышение глубины переработки нефти до
Основными перерабатывающими активами «Газпром нефти» являются Омский (ОНПЗ) и Московский (МНПЗ) нефтеперерабатывающие заводы (доля компании в переработке составляет 100%).
Омский НПЗ
является одним из самых современных нефтеперерабатывающих заводов России и одним из крупнейших в мире. Основными виды продукции: автомобильный бензин, дизельное топливо, строительные и дорожные битумы, котельное топливо (мазут), топливо для реактивных двигателей, а также ассортимент ароматических углеводородов, сжиженных углеводородных газов, различных видов смазочных масел, присадок, катализаторов и иной продукции.
В 2011 году ОНПЗ сохранил лидирующее положение в России по объемам производства светлых нефтепродуктов и ароматических углеводородов. Объем переработки нефти на Омском НПЗ в 2011 г. составил 19,95 млн тонн. Глубина переработки нефти на ОНПЗ достигла 84,05 % при среднеотраслевом показателе в России чуть выше 70%.
Весной 2011 г. ОНПЗ приступил к выпуску бензинов Класса 4, а с 2015 года предполагается переход к выпуску бензинов и дизельного топлива Класса 5.
На Омском НПЗ проводится масштабная программа модернизации. В рамках программы модернизации завода, рассчитанной до 2020 года, в октябре 2010 года на ОНПЗ введен в промышленную эксплуатацию комплекс изомеризации легких бензиновых фракций «Изомалк-2». Производительность установки составляет 800 тыс. тонн в год. «Изомалк-2» позволяет выпускать высокооктановый компонент товарных бензинов — изомеризат — с нулевым содержанием серы, ароматических и непредельных углеводородов. На сегодняшний день это самая мощная установка данного типа в Европе.
В 2011 г. на установке гидроочистки дизельных топлив Л-24/7 внедрен процесс депарафинизации, который позволяет вырабатывать зимнее дизельное топливо из летнего. Активно велось строительство установок гидроочистки бензина каталитического крекинга и гидроочистки дизельного топлива. Также в 2011 году на ОНПЗ был реализован ряд проектов, направленных на повышение уровня промышленной и экологической безопасности предприятия.
На Московском НПЗ в рамках программы модернизации мощностей в 2011 году продолжилась реализация проектов строительства установки изомеризации легкой нафты и установки гидрооблагораживания бензина каталитического крекинга. С вводом их в 2013 г. в эксплуатацию все выпускаемые заводом бензины будут соответствовать классам 4 и 5.
В 2011 г. МНПЗ переработал 10,8 млн т нефти, что превышает показатель 2010 г. на 21%.
В 2011 г. завершилось строительство установки изомеризации легких бензиновых фракций на заводе «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез»
(ЯНОС). ЯНОС занимает пятое место среди российских НПЗ по объемам первичной переработки нефти. Доля «Газпром нефти» в общем объеме переработки завода составляет 50%. Как и на других НПЗ, на ЯНОСе реализуется программа модернизации. В 2011 году на заводе была запущена установка гидроочистки бензина каталитического крекинга мощностью 800 тыс. т в год. С 1 июля 2012 года ЯНОС полностью перешел на выпуск товарных моторных топлив соответствующих экологическому стандарту Евро-5.
В 2011 году сербский актив «Газпром нефти», NIS
, переработал 2,359 млн тонн нефти на собственных НПЗ в городах Панчево и Нови Сад. В рамках модернизации перерабатывающих мощностей NIS на НПЗ в Панчево в 2010 году началось строительство комплекса гидрокрекинга и гидроочистки, что позволит увеличить объемы переработки до максимальной загрузки завода — 4,8 млн тонн в год. Это не только покроет локальные потребности сербского рынка, но и создаст условия для экспорта топлива в другие страны балканского региона.
С 2008 года на всех предприятиях группы «Газпром нефть» ведется внедрение Интегрированной системы управления промышленной и экологической безопасностью, охраной труда и окружающей среды, соответствующей требованиям OHSAS 1800, ISO 14001 и ISO 9001.