Tại Petrolimex, Hội đồng quản trị là cơ quan cao nhất chịu trách nhiệm trong việc ra quyết định và giám sát việc quản lý các tác động của Petrolimex đối với kinh tế, môi trường và xã hội. Đồng thời Hội đồng quản trị cũng là cơ quan cao nhất chịu trách nhiệm phát triển, phê duyệt và tuyên bố sứ mệnh, chiến lược, chính sách và mục tiêu của Petrolimex liên quan đến phát triển bền vững. Các ban giúp việc hoạt động của Hội đồng quản trị gồm: Ban Tổng hợp, Ban Chiến lược và Đầu tư, Ban Nhân sự, Lương, Thưởng, Ban Quản trị rủi ro, Ban Kiểm toán.

Tổng Giám đốc trực tiếp chỉ đạo các ban chuyên môn và phân công cho các Phó Tổng Giám đốc phụ trách quản lý và điều hành trực tiếp các vấn đề phát triển bền vững bao gồm xây dựng kế hoạch, triển khai và quản lý triển khai.