بدأت شركة أرامكو السعودية وشركة سوميتومو كيميكال اليابانية بتأسيس مشروع بترورابغ بهدف بناء مجمع متكامل للتكرير والبتروكيماويات وذلك بتحديث وتوسعة مصفاة أرامكو السعودية في رابغ وإنشاء مجمع للبتروكيماويات. وقد تم توقيع إتفاقية الشراكة بين شركة أرامكو السعودية وشركة سوميتومو كيميكال في شهر أغسطس 2005 التي تم بموجبها تأسيس بترورابغ بالشراكة مناصفة بين الشركتين لإدارة المصفاة ومجمع البتروكيماويات وذلك في شهرسبتمبر من نفس السنة. بدأت عمليات الإنشاء في شهر مارس 2006 بخطة لإستثمارمبلغ تسعة مليارات ونصف المليار دولار أمريكي تم توفير60% منها من خلال تمويل المشاريع. تم إدراج شركة بترورابغ في السوق المالي السعودي للمساهمة العامة في شهر يناير 2008، حيث تم طرح 25% من أسهم الشركة للإكتتاب العام وأحتفظ الشريكان بنسبة 37.5% لكل منهما. وفي شهر أكتوبر 2008 قامت شركة أرامكو السعودية بنقل ملكية مصفاة رابغ إلى شركة بترورابغ، وبدأت عمليات الإنتاج بعد اكتمال مجمع بترورابغ في شهرإبريل 2009. هذا وقد تقدم 4.5 مليون مواطن سعودي للإكتتاب في شركة بترورابغ، بنسبة بلغت خمسة اضعاف الأسهم المطروحة.