中国石油生产和销售的各类石化产品，广泛应用于汽车、建筑、电子、制药、印刷、家用电器、日化、绝缘材料、包装、造纸、纺织、颜料、鞋类和家具制造等领域。主要产品包括合成树脂（聚乙烯、聚丙烯、ABS、聚苯乙烯）、合成纤维和合纤原料（腈纶、涤纶、精对苯二甲酸、乙二醇、丙烯腈、聚酯）、合成橡胶（丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶）、尿素、有机（环氧乙烷、丁醇、辛醇、己二酸、烷基苯、苯乙烯、苯、苯胺、对二甲苯）和无机（浓硝酸、催化剂、添加剂）等六大类化工产品、数千多种牌号。其中乙烯、合成树脂、合成橡胶、合成纤维、化肥等产品生产能力在国内位居前列。

中国石油化工产品荣获“全国质量检验稳定合格产品”“国家质量检测合格产品”“国家免检产品”等多种称号。其中吉林石化分公司ABS 2005年荣获中国名牌产品；辽阳石化分公司己二酸产量名列全国第一，国内市场占有率达到50%以上；抚顺石化分公司烷基苯产品约占全国总产量50.9％；辽阳石化分公司聚酯2004年通过了“可口可乐”品质认证；大庆炼化分公司聚丙烯酰胺广泛用于油田三次采油；大庆石化分公司腈纶被誉为“全国用户满意产品”；兰州石化分公司和吉林石化分公司丁腈橡胶荣获“全国质量稳定合格产品称号”；兰州石化分公司自主研发的降烯烃催化剂市场占有率达到60%以上。2005年，中国石油化工产品统一为“昆仑”牌，依托上下游、产销研一体化优势，依靠科技进步，实行专业化生产和销售，中国石油“昆仑”品牌正逐步成为中国化工市场最具影响力的产品之一。