建厂初期，总厂技术力量薄弱，科研工作主要依靠国内10余家同行业单位和大专院校的力量进行。1978年，上海石油化工总厂研究院（简称总厂研究院）成立。从全国各地调入500余名科技人员充实了总厂科研队伍，当年全厂科研人员达800人。嗣后，科研机构陆续建立，至1982年底先后成立研究院、环境保护研究所、机械研究所、情报室等科研机构。各主要生产厂也纷纷建立受总厂与分厂双重领导的研究所（室）或科研科等。

1983年，全国科技大会召开后，建立了上海石油化工总厂技术开发处（简称技术开发处），1985年建立技术开发部。同时在科研项目管理上实行有偿合同制，发展横向型的科研——生产联合体的科研所。从1984年起，科研开发项目逐年递增。1985～1989年累计投入资金7179万元，年均1435.8万元，5年共获经济效益13274万元。至1990年，共建有研究院、情报所、机研所、催化所、精细化工研究所、环保所、信息中心共7家总厂直属二级独立核算科研单位，8家下属分厂的科研所（室或科）。总厂科研系统职工2106人，其中科技人员占50％，有高中级职称452人，占科技人员总数的43％；建筑总面积为48419平方米；有电子计算机31台，中试装置18套，科研产品生产装置6套；固定资产总值约4000万元。

自建厂以来，总厂的科研开发从单一发展化纤起步逐步向化工、石油、机械、静设备、电气、仪表、“三剂”国产化、精细化工、计算机开发、情报调研、环境保护等多方面、多功能方向发展，实现了从单纯科研型向科研一生产联合体转变。从1978年至1992年共开科研课题816项，完成564项。其中238项获总厂科技成果奖，76项获国家级、中国石化总公司（市、部）级成果奖，8项获国家专利。获奖数占完成项目数57％。