勇于“破题”
1978年，全国科学技术大会隆重召开，唤回了我国科学技术大发展的春天。1979年在杨光华教授的倡议下，华东石油学院组建了一个包括杨光华、林世雄、王光勋、贾宽和、史济群、施侠等人在内的科研小组。经过对科研需求和现实条件的分析，科研组决定以催化裂化反应过程为主要研究方向，以研究催化裂化催化剂再生反应规律为切入点，开展科研工作。
上世纪80年代初，杨光华教授预见到重质油加工技术将会是我国石油炼制工业迫切需要解决的问题，于是在校办胜华炼油厂建立了重质油实验室，针对重质油的特性、加工利用技术等开展基础研究和应用基础研究。当时的实验室及仪器设备条件十分简陋，但科研小组全体成员艰苦努力、勇于创新，在几年内便形成了自己的优势和特色，取得了一批令人瞩目的研究成果，在国内处于领先地位。科研组参加了国家重点科研攻关项目“大庆常压渣油催化裂化”，负责该项目9个专题中的1个专题，该项目于1987年获国家科技进步奖一等奖。
成果显著
1987年，国家教委计划在全国高校中遴选一批国家重点学科点。学校炼制系石油加工（有机化工）专业创办于1952年，是国内同类学科中历史最久、规模最大、培养人才最多的学科点。在科学研究方面，炼制系自1952年成立以来就以石油和天然气化学与加工为主要研究对象，是我国最早开展这一领域研究工作的单位之一。杨光华教授审时度势，根据有机化工学科已具备的条件，组合了以沈复教授为学科带头人的“石油传质分离工程”研究方向，以郭天民教授为学科带头人的“石油及天然气相态行为、物性和分离”研究方向，以及他本人领导的“石油化学反应工程与重质油加工工程”研究方向，充分运用已有基础和优势，制定了学科中长期发展规划，及时向国家教委申报了国家重点学科。由于所申报的学科点基础扎实、特色和优势鲜明、规划明确、措施落实，1988年初，国家教委公布了全国评选新增的44个高校国家重点学科名单，学校有机化工（石油加工）学科名列其中，这是学校第一个国家重点学科。
1988年10月，国家计委、国家教委为落实中央关于教育体制改革的决定，计划在全国高校重点学科评选工作的基础上，利用总额一亿美元的世界银行贷款，设立“重点学科发展项目”，建设75个国家重点实验室和一批专业实验室。这是国家全面加强基础学科研究工作的又一重大举措。时任校长的杨光华教授说：“石油大学作为石油教育领域的重点大学，是国内本领域的研究中心，要起到国家队的作用，应该有这样的国家重点实验室！”在他的领导下，学校将重质油研究室和石油化学、石油物性、炼油催化加工等研究室组合建立了重质油加工研究室，研究制定了实验室主要研究方向、目标和总体发展规划，按照国家计委申报指南的要求，适时申报了建立“重质油加工国家重点实验室”的重点学科发展项目申请书。
申报书上报不久，国家教委预审专家组针对实验室名称，建议将“重质油加工国家重点实验室”改为“石油与天然气国家重点实验室”。这意味着研究方向从重质油拓展到石油与天然气，事关重大，杨光华教授立即组织开展研究讨论。经过反复对比分析，最终选择集聚优势资源，维持原来的名称，并得到了国家教委预审专家组的支持。
1989年6月，国家计委、国家教委批准石油大学立项建设重质油加工国家重点实验室，学校进入了国家这一创新体系和国家创新基地建设行列。
实验室建设资金来源于世界银行贷款120万美元和学校主管部门中国石油天然气总公司拨款445万元人民币（按当时汇率计算相当于120万美元）。学校专门设立“世界银行贷款办公室”具体负责重质油加工国家重点实验室的建设项目。实验室分别在石油大学（北京）和石油大学（华东）建设，华东的实验室在原有基础上重新规划，进一步充实和提高；北京的实验室则重新建设和装备。
当时，学校在昌平的新校区建设正紧张进行，重质油加工国家重点实验室被列为学校重要阶段性建设目标之一。为了确保科研工作尽快启动，在学校的大力支持下，重质油实验室成为第一个进入新建实验楼的单位。新建实验楼面积1.2万平方米，共7层，是昌平新校区最高的建筑，气势雄伟。这座楼建筑结构不一般，是1953年北京石油学院建校以来，第一座按“双走廊”设计的实验楼，每层由两条走廊和三排实验室组成，双走廊中间的实验室是一个相对独立的物理空间，远离阳光、灰尘、噪音、振动源等，有利于提供一个规范高效的实验科研环境，尤其适合高精密度大型仪器的设置和运行。120万美元世行贷款中的90%用于引进“色谱-质谱联用仪”“付立叶红外光谱仪”“微量硫氮分析仪”等精密仪器，设备对所放置的实验室有特殊要求，双走廊中间的洁净实验室恰似量身定制。
在学校和各部门的大力支持下，石油大学（北京）一个有较先进水平的新实验室初具规模，而且在科学研究方面进展很快，取得了一批科研成果，在重质油加工研究领域有新的思路和突破，在国内外形成一定影响，成为我国重质油加工领域重要的研究基地。来参观的台湾清华大学专家组的教授说：“没想到你们的研究工作已经这样深入，没想到你们有这样好的研究实验条件，希望今后能建立两校的合作关系！”时任国家教委科技司司长张酉水在视察重点实验室的北京部分后说：“教委系统的重点实验室有100多个，大都有相当基础，你们的实验室是完全从头建起，还是第一个，建设速度这样快，实不容易！”
跬步致远
1993年7月，实验室成立以杨光华教授为主任，陈俊武院士等12位知名专家组成的实验室首届学术委员会，同时组成以林世雄教授为主任，范耀华、杨九金、王仁安、阙国和教授为副主任的实验室管理机构。
1995年10月，国家计委和国家科委对实验室进行验收，验收专家委员会认为：实验室研究方向围绕重质油加工技术发展前沿，属于国民经济建设中的关键技术基础问题。对学科发展有重要影响，部分项目达到国际先进水平；实验室仪器装备配套合理，具有国际先进水平，实验室管理规章制度健全，运行良好，已达到国家验收标准的要求。重质油加工国家重点实验室通过验收，正式挂牌运行，对外开放。
此后，随着实验室对重质油领域研究的深入和不断拓展，实验室逐渐将研究方向向“上游”（重质油的成因、成藏及开采）和“下游”（重质油的高附加值利用）延伸，“重质油加工”的名称已不适合实验室的实际研究方向和研究内容，在这一背景下，2002年实验室向科技部提出实验室更名申请，2003年科技部正式批准，由原来的“重质油加工国家重点实验室”更名为“重质油国家重点实验室”。