全資子公司：中國石化銷售有限公司、中國石化國際事業有限公司、中國石化化工銷售分公司、中國石化煉油銷售有限公司；
控股子公司：中國石化上海石油化工股份有限公司、中國石化齊魯石油化工股份有限公司、中國石化揚子石油化工股份有限公司、中國石化鎮海煉油化工股份有限公司、中國石化儀征化纖股份有限公司、中國石化石家莊煉油化工股份有限公司、中國石化集團茂名石油化工有限公司、中國石化勝利油田大明集團股份有限公司、中國石化中原油氣高新股份有限公司、中國石化武漢石油集團股份有限公司、中國國際石油化工聯合有限責任公司、石化盈科信息技術有限責任公司、中國石化冠德控股有限公司、中國石化中原石油化工有限責任公司；
參股子公司：中國石化福建煉油化工有限公司、揚子石化-巴斯夫有限責任公司、上海賽科石油化工有限責任公司、茂名石化巴斯夫有限責任公司。
補充壹下，2017年《財富》中國500強排行榜揭曉，中國兩大國有石油企業中石化和中石油分列榜單前兩位，兩桶油的營收之和超過了全部500家上市公司總營收的10%。與之形成鮮明對比的是，在所有上市公司中，全國最大的綜合油氣工程與技術服務公司中石化油服虧損161億元，居虧損榜首位。
中石化油服此前公布的業績報告顯示，2016年實現營業收入429億元，同比減少28.9%，歸屬於上市公司股東的凈利潤虧損161億元。巨額虧損令中石化油服壹度戴上“A股虧損王”的帽子，這壹虧損額不僅創造石化油服上市以來虧損紀錄，也是A股歷史上第二大虧損案例，僅次於2014年中國鋁業162.16億元的虧損。