Lộ trình xây dựng và phát triển Trường ĐHDKVN được chia thành 03 giai đoạn phù hợp với chiến lược phát triển của Tập đoàn cũng như nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của Việt Nam, bao gồm:
- Giai đoạn I (từ năm 2010 đến năm 2015);
- Giai đoạn II (từ năm 2016 đến năm 2025);
- Giai đoạn III (từ năm 2026 đến năm 2050)
1) Giai đoạn I (2010-2015)
Giai đoạn I là giai đoạn thành lập, xây dựng cơ sở vật chất kỹ thuật của Trường tại cơ sở đào tạo chính ở thành phố Bà Rịa, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.Trong giai đoạn này, Trường triển khai đào tạo bậc đại học các chuyên ngành dầu khí; đào tạo bồi dưỡng thường xuyên và sau đại học.
Cùng với việc chuẩn bị cơ sở vật chất, giảng đường, thư viện, các PTN, Trường tập trung triển khai công tác tuyển dụng và gửi đi đào tạo đội ngũ CBGD tại nước ngoài, công tác chuẩn bị giáo trình, xúc tiến hợp tác giáo dục và đào tạo với các trường đại học có uy tín quốc tế; phối hợp với các tổ chức giáo dục, trường đại học quốc tế triển khai và áp dụng kết quả tư vấn tổng thể Dự án xây dựng Trường.
Trong những năm học đầu tiên sau khi có quyết định thành lập, Trường mở các ngành đào tạo đại học cho 04 chuyên ngành: Địa chất dầu khí, Địa vật lý dầu khí, Khoan-Khai thác dầu khí và Lọc-Hóa dầu; triển khai các khoá đào tạo ngoại ngữ và bồi dưỡng chuyên môn.
Để sinh viên có thể nghe giảng các môn chuyên ngành dầu khí bằng tiếng Anh, Trường dành phần lớn thời gian năm thứ nhất để tổ chức đào tạo bồi dưỡng tiếng Anh đạt chuẩn.
2) Giai đoạn II (2016-2025)
Đây là giai đoạn Trường đã hoàn thành việc xây dựng đầy đủ cơ sở vật chất. Trường tổ chức đào tạo đại học và sau đại học các chuyên ngành dầu khí và từng bước mở rộng sang đào tạo ở các lĩnh vực khác (như cơ khí, năng lượng, công nghệ thông tin, quản lý kinh tế, các ngành về môi trường ...) mà Tập đoàn và xã hội có nhu cầu.
Đến năm 2025, Trường hoạt động như một trường đại học đa ngành, đa lĩnh vực. Tùy thuộc vào nhu cầu của người học và khả năng của Trường, chỉ tiêu tuyển sinh bậc đại học sẽ lên đến 1.000 SV/năm, bậc sau đại học sẽ lên đến 200 chỉ tiêu/năm vào cuối giai đoạn.
Công tác NCKH, hoạt động tư vấn và dịch vụ khoa học công nghệ cũng được chú trọng. Các đề án, đề tài NCKH thực hiện theo đơn đặt hàng của doanh nghiệp và theo nhu cầu xã hội. Các PTN chuyên ngành trong lĩnh vực dầu khí và các lĩnh vực khác được xây dựng hoàn chỉnh để phục vụ công tác đào tạo và NCKH của Trường.
3) Giai đoạn III (2026-2050)
Trường sẽ phát triển các ngành theo nhu cầu của người học và của xã hội với nhiều chuyên ngành mới. Hàng năm, Trường sẽ tuyển sinh khoảng từ 1.000 đến 1.500 chỉ tiêu bậc đại học, 400 chỉ tiêu sau đại học và hàng chục ngàn lượt người tham dự các khoá đào tạo ngắn hạn, bồi dưỡng nâng cao.
Trong giai đoạn này, Trường đi vào hoạt động ổn định; số sinh viên, học viên trong Trường sẽ vào khoảng 10.000 người học tập, nghiên cứu và tham gia các khóa đào tạo ngắn hạn, bồi dưỡng, hội thảo khoa học, hội nghị chuyên đề.
Các hoạt động đào tạo, NCKH và tư vấn được đẩy mạnh, thúc đẩy việc hợp tác chặt chẽ với các viện nghiên cứu và các trường đại học có uy tín trong và ngoài nước.