玉門油田勘探開發研究院的前身是1956年4月玉門礦務局成立的地質采油科學研究所，其辦公區一部分是原玉門市公園路的試驗樓區，一部分是原玉門市中坪東崗坡研究院大院。

1954年5月，玉門礦務局在老君廟設立酒泉地區中心試驗室，由局地質室領導負責地質、鉆井、采油試驗研究工作，辦公地址在原玉門市東崗坡研究大院，該院中部建有大禮堂等附屬用房。1955年，時任石油工業部副部長康世恩率領考察團赴蘇聯考察，回國后決定加強石油科學研究工作，玉門礦務局隨即決定在公園路南側開工建設試驗樓，同年5月開始修建兩層試驗樓。1956年3月，試驗樓建成投用，建筑面積1632平方米，酒泉地區中心試驗室遷入新樓，原地質、采油、鉆井試驗室仍在東崗坡原址辦公。4月，在原中心試驗室的基礎上，改組成立地質采油科學研究所，為局屬科研機構，繼續在試驗樓辦公。該樓為俄式兩層單面內廊式磚木結構，平面成山字形。內設地質分析試驗室、采油工藝室，提高采收率室。主要進行地質勘探、油田開發所需石油樣品的化驗分析、試驗，提高油田采收率及采油工藝技術的研究和現場應用、技術服務工作。

隨著油田勘探開發和科研力量的不斷增強，公園路試驗樓無法滿足改組后的地質采油科學研究所及后來整合成立的石油科學研究所、石油研究所、采油研究所、采油科學研究所人員辦公需求，必須在東崗坡擴大辦公場所。從1974年開始，玉門石油管理局在東崗坡研究院大院內邊用邊建，在研究院大院兩邊大門的正東先后建有行政辦公區中區和東區為開發室、勘探室、機械室、電算室、情報室、服務室、修配車間、汽車隊、材料庫、管理科等基層單位。這些早期建筑主要是單層磚木結構，或者是單層內廊式磚木結構平房。主要開展油田勘探開發、礦場機械、計算機技術應用、機械加工等室內綜合研究、科研生產工作。20世紀80年代初，陸續在院區中部建成兩層情報檔案樓，同時還配套建設職工宿舍樓、職工食堂、鍋爐房、籃球場等設施，可滿足五百余人工作生活需要。東崗坡研究院大院內目前尚存有東北角原材料庫、技工學校教室及院區南側的修配車間等零星危舊建筑。

1989年，玉門石油管理局在公園路試驗樓南側建成三采樓，為采收率室、工藝室、試驗室工作場所，曾開展中加三次采油合作項目。1995年吐哈會戰結束，一大批科研人員和設備開赴吐哈，研究院人員大幅縮減，東崗坡研究院大院部分功能逐步弱化。1997年，玉門石油管理局在公園路試驗樓東側建成科研樓（勘探樓），主要用于油田勘探開發綜合研究、計算機技術應用等工作。同時除資料庫房外，研人員全部從東崗坡研究院大院整體搬至公園路試驗樓。試驗樓由此改為勘探開發研究院辦公區。東崗坡研究院大院主體部分后來移交油田作業公司等單位使用。

2007年2月，勘探開發研究院（除試驗室外）從玉門老市區搬遷至酒泉生活基地生產指揮中心二號樓辦公。2009年10月試驗室從玉門搬至酒泉基地試驗樓；2010年11月東崗坡研究院大院移交油田綜合服務處；2012年，根據油田發展需要，經有關部門同意，公園路試驗樓整體拆除，在原址上修建玉門油田公司礦區職工食堂。

勘探開發研究院作為玉門油田勘探開發的總參謀部和重要的綜合性研究機構，在63年的發展歷程中發揮科研工作“大學校、大試驗田、大研究所，出成果、出人才、出經驗、出技術”的歷史作用，為新中國石油工業和玉門油田的建設發展做出不可磨滅的貢獻，曾獲得“國家功勛地質勘查單位”榮譽稱號。