Đã có một số đối tác nước ngoài, như Essar (Ấn Độ), Shell (Hà Lan), Zarubezhneft và Rosneft (Nga) làm việc với PVN xung quanh việc mua cổ phần và tham gia đầu tư nâng cấp, mở rộng Nhà máy Lọc dầu Dung Quất. Cũng theo đề xuất của PVN, số lượng cổ phần tối đa mà đối tác nước ngoài có thể nắm giữ tại Công ty Lọc hóa dầu Bình Sơn là 49%.
Mỏ Bạch Hổ - nơi cung cấp dầu thô cho Nhà máy Lọc dầu Dung Quất - đã qua thời kỳ khai thác đỉnh cao, nên một trong những nguyên tắc ưu tiên trong quá trình lựa chọn đối tác để chuyển nhượng cổ phần của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất là có khả năng thu xếp hoặc cung cấp nguồn dầu thô lâu dài và ổn định cho Nhà máy.
