中國石化股份有限公司上海高橋分公司、中國石化資產經營管理公司上海高橋分公司（以下簡稱高橋石化）由原上海煉油廠、高橋化工廠、上海化學纖維二廠、上海合成洗滌劑二廠、高橋熱電廠、上海農藥廠、染化十五廠、上海石油化學研究所組建而成（後按照石油化工專業化發展要求，上海農藥廠、染化十五廠、上海石油化學研究所先後退出）。
1981年，上海高橋地區已經形成了壹個比較完整的石油化工工業區。除了上海煉油廠、高橋化工廠、上海第二化學纖維廠、高橋熱電廠和上海合成洗滌劑二廠之外，還有上海農藥廠、染化十五廠和上海石油化學研究所等企事業單位，分屬於中央5個部和地方4個局領導。由於長期以來在計劃經濟下實行條塊分割的管理體制，資源得不到充分利用，並嚴重阻礙了技術進步和勞動生產率的提高。
改革開放為高橋地區石化企業的聯合帶來了契機。中***中央提出了在國家計劃指導下，“發展優勢，保護競爭，推動聯合”的方針，企業開始突破原有管理體制的束縛，各種經濟聯合體應運而生。1981年上半年，國家財政部《財政簡報》登載了上海財政科學研究所寫的《組織聯合可以大幅度提高經濟效益——關於高橋地區石油化工企業挖潛增產的調查》壹文，介紹上海高橋地區的石油化工因體制分割而資源不能***享的情況，認為高橋地區的石油化工企業實行聯合後，可以大幅度地提高經濟效益。同年7月7日，國務院領導對此作了批示，“首先解決上海高橋地區的聯合，取得經驗，然後再著手搞第二個、第三個。”根據國務院領導的批示，由國家經委牽頭派出聯合調查組到上海專門調查研究企業聯合的問題。8月22日，中***上海市委、市人民政府向國務院提出關於成立石油化工聯合企業的報告。9月7日國務院批復，同意組建上海高橋石化工公司。
1981年11月6日，上海市人民政府在高橋化工廠隆重召開高橋石化公司成立大會。壹個帶有試點性質的全國第壹家跨行業、跨部門的特大型經濟聯合體誕生了。並“為後來石油化工企業的改組、聯合開了個好頭。”
1981年高橋石化成立時，擁有固定資產原值46769萬元，凈值28139萬元。公司占地面積162.8公頃。原油加工能力430萬噸/年，年產各類油品367萬噸，乙烯、丙烯、丁二烯等4萬噸，化工產品6.50萬噸，化纖7000余噸，熱電裝機容量12.5萬千瓦。
2001年1月，由原高橋石化煉油廠、化工廠、供銷公司並入中國石化股份公司上海高橋分公司；化工三廠、精細化工廠和熱電廠並入中國石化集團公司上海高橋石化公司。
2003年10月，高橋石化“撤廠建部”。分別改為煉油事業部、化工事業部、聚氨酯事業部、精細化工事業部、熱電事業部和供應銷售部。
2007年，高橋石化聚氨酯事業部、精細化工事業部、熱電事業部又並入中國石化集團資產經營管理有限公司上海高橋分公司。
長期以來，高橋石化按照中國石油化工集團公司的總體發展部署，通過引進國外先進技術和裝備，對生產裝置進行技術改造，擴大生產規模，推行清潔生產，提高對資源綜合利用能力，致力於創新開發各類高端石化產品。目前，公司擁有固定資產原值145.6億元，凈值73.5億元。占地總面積4.2平方公裏（包括上海化學工業區部分）。原油加工能力提升到1130萬噸/年，化工實物量100萬噸/年，熱電裝機容量19.5萬千瓦。