После Второй мировой войны инженеры-нефтяники продолжали совершенствовать методы анализа пластов и петрофизики. В 1947 году нефтяная компания Kerr-McGee завершила бурение первой коммерческой скважины в Мексиканском заливе, находящейся вне видимости суши. Другие разработчики в Мексиканском заливе быстро последовали этому примеру, и «оффшорный» нефтепромысел стал предметом изучения и частью нефтедобычи. Выдающимся событием 1950-х годов стало развитие морской нефтяной промышленности и совершенно новой технологии. Поскольку наземные инженеры-нефтяники не имели достаточных знаний о высоте волн и волновых силах, другие инженерные дисциплины предоставили свои знания, включая океанографов и морских инженеров, недавно демобилизованных из вооруженных сил. Вскоре были разработаны стандарты проектирования и построена более сложная инфраструктура для бурения и разработки морских месторождений. Мелководные буровые баржи превратились в мобильные платформы, затем в баржи с домкратами и, наконец, в полупогружные и плавучие буровые суда.
В 1960-е годы произошел ряд важных событий в нефтяной промышленности. В 1960 году в Багдаде (Ирак) была создана Организация стран-экспортеров нефти (ОПЕК). Были открыты многие из известных сверхгигантских месторождений нефти. Инженеры стали использовать компьютеры, чтобы анализировать показания каротажных скважин, в том числе первые каротажные диаграммы с дифманометрами компании Schlumberger, оцифрованные на магнитной ленте.
К 1970-м годам появилась цифровая сейсмология, ставшая результатом достижений в области вычислительной техники и записи данных в 1960-х годах. Цифровая сейсмология позволила геологам, работающим с инженерами-нефтяниками, получить более полное представление о размерах и характере всего резервуара за пределами того, что можно было обнаружить с помощью проводного каротажа. Сейсмические волны генерировались путем подрыва динамита, который с тех пор был заменен вибросейсом (вибрационный механизм, создающий сейсмические волны путем удара о поверхность Земли) и пневматическими пушками, а также путем регистрации звуковых волн по мере их прохождения до детектора, находящегося на некотором расстоянии. Анализ различных времен прихода и амплитуд волн позволил геологам и инженерам выявить породы, которые могут содержать продуктивные нефть и газ. В 1975 году нефтегазовые компании и научные круги начали сравнивать свои результаты и обмениваться отчетами через ARPANET, предшественника Интернета. Сочетание этого средства связи с уже глобальной индустрией привело к взрыву новых технологий и практик, таких как виртуальное сотрудничество, принятие технологических решений «точно в срок» и бурение на больших глубинах.
В период с 1980-х годов до конца XX века устойчивый рост нефтяной инженерии был остановлен нефтяным перенасыщением, которое привело к снижению цен на нефть. Это событие привело к спаду в отрасли, реструктуризации компаний, а также к слияниям и поглощениям в масштабах всей отрасли. Поколение потенциальных инженеров-нефтяников выбрало другие профессии. Однако те, кто продолжал работать в этой сфере, разработали большую часть оборудования, способного вести разведку и добычу нефти на новых рубежах — глубоководных и сверхглубоководных участках, глубина которых превышает 305 метров (1000 футов) и 1524 метра (5000 футов) соответственно. В 2000 году компании Exxon Mobil и BP запустили платформу Hoover-Diana на глубине 1 463 метра (4 800 футов) в Мексиканском заливе для извлечения нефти из этих сред. К 2014 году компания Shell Oil Company разместила собственную плавучую платформу Perdido в Мексиканском заливе на глубине 2 450 метров (8 000 футов), и она стала самой глубоководной плавучей нефтяной платформой в мире.
В начале XXI века инженеры-нефтяники разрабатывали стратегии освоения массивных месторождений нетрадиционных ресурсов, таких как сланцевая нефть, тяжелая нефть и смолистые пески. Объединенные команды геологов, экономистов, инженеров-геологов и инженеров-экологов работали над добычей этих нетрадиционных нефтей и газов в песках и сланцах. Хотя в обществе продолжались споры о таких технологиях, как гидравлический разрыв пласта, необходимый для достижения сланцевых месторождений, к 2010 году число инженеров-нефтяников в Соединенных Штатах выросло до уровня, существовавшего до 1985 года. Сверхглубоководное бурение и разведка быстро распространились на Мексиканский залив, Бразилию, Россию и Западную Африку, достигнув глубины более 3 660 метров (около 12 000 футов) с дополнительными 3 350 метрами (около 11 000 футов) при боковом бурении.
