Pueden encontrarse los antecedentes de YPF en el descubrimiento de petróleo en la zona de la ciudad de Comodoro Rivadavia, en el año 1902. Posteriormente se creó la Dirección General de Explotación del Petróleo, con el objetivo de regular la actividad de las compañías extranjeras que comenzaban a establecerse en el país.

La empresa fue creada en 1922, hacia el final del gobierno de Hipólito Yrigoyen, y fue dirigida en sus primeros años por el general Enrique Mosconi. YPF fue la primera petrolera estatal integrada verticalmente en todo el mundo.

Desde su fundación, YPF realizó todas las actividades que fuesen necesarias para la explotación de petróleo, incluyendo incluso la fundación y abastecimiento de pueblos cercanos a zonas con reservas de petróleo. Así surgieron localidades como la citada Comodoro Rivadavia en la provincia de Chubut, Las Heras, Cañadón Seco Caleta Olivia en la de Santa Cruz o Plaza Huincul en Neuquén.

De acuerdo con la doctrina del General Mosconi, la empresa tuvo el monopolio legal del petróleo durante toda su existencia como Sociedad del Estado, a pesar de que también existía una considerable participación en la industria de las multinacionales Shell y Esso, lo que se acentuó durante el llamado Proceso de Reorganización Nacional. De todos modos, su producción siempre superó con creces la del sector privado, lo que de hecho era el objetivo buscado por Mosconi: el fisco debía contar con una gran empresa, para poder hacer frente a reclamos individuales que fueran contra el interés general del país.

El Edificio YPF fue diseñado por el Departamento Técnico en septiembre de 1936 e inaugurado en 1938, en la Diagonal Norte, entre las calles Esmeralda y Juan D. Perón, en Buenos Aires.

Durante la dictadura militar de 1976 a 1983 se designó como Interventor a Reyes, Juan Carlos, General de Brigada R., Dec. 125, 19/04/76. Hasta el momento se tiene conocimiento que 30 trabajadores de la empresa son detenidos-desaparecidos.

Carlos Saúl Menem entre 1991 y 1992 llevó a cabo las principales reformas. El primer paso en este proceso fue el cambio de tipo societario de YPF (que era una Sociedad del Estado) para convertirse en una Sociedad Anónima. Finalmente, fue privatizada al ser vendida a la española Repsol en 1999.

Posteriormente, el 16 de abril de 2012, la entonces presidenta Cristina Fernández de Kirchner anunció la decisión de expropiar el 51% de las acciones de la empresa, en manos de Repsol, a fin de retomar el control por parte del Estado. El principal objetivo fue recuperar la soberanía petrolera y frenar la caída de la producción.