Hiện nay, PVN tập trung 50% vốn đầu tư (84.500 tỷ đồng) vào 5 tổng công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên do Tập đoàn nắm giữ 100% vốn điều lệ (Tổng công ty Thăm dò và khai thác dầu khí, Công ty Lọc hóa dầu Bình Sơn, Tổng công ty Điện lực dầu khí Việt Nam, Tổng công ty Dầu Việt Nam và Công ty Đóng tàu Dung Quất).

PVN đầu tư khoảng 27.000 tỷ đồng và nắm quyền kiểm soát chi phối tại 8 tổng công ty cổ phần hoạt động trên các lĩnh vực dịch vụ kỹ thuật trọng yếu phục vụ lĩnh vực sản xuất - kinh doanh mũi nhọn và đầu tư khoảng 3.000 tỷ đồng (chiếm khoảng 1%) và sở hữu không chi phối về vốn tại 4 tổng công ty không thuộc lĩnh vực mũi nhọn nhưng có khả năng mang lại lợi nhuận cao.

PVN định hướng chỉ giữ lại một tổng công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên 100% vốn là Tổng công ty Thăm dò và khai thác dầu khí; còn lại sẽ thoái vốn ở các mức độ khác nhau tại các tổng công ty, đơn vị còn lại.