早期的石油是用桶装由普通干货船运输的。1886年英国建造的“好运”号机帆船，将货舱分隔成若干长方格舱，可装石油2307吨，用泵和管道系统装卸，是第一艘具有现代油船特征的散装油船。到1914年，世界油船吨位已占世界商船总吨位3%。第一次世界大战以后，随着石油产量和运输量的迅速增长，油船向专业化、大型化发展，逐渐成为一种重要的专用运输船舶。1930年，世界油船占世界商船总吨位的1/10，1960年上升为近1/3，1980年再上升为1/2。1980年初，世界油船的总载重量达到3.3亿吨。但从1975年起，因为发生石油危机，过剩的油船运输能力超过1亿吨，大批油船闲置，油船吨位的增长速度出现了停滞甚至下降的局面。
随着石油化学工业的发展，原油和成品油的运输趋向专业化，出现专用的原油运输船和成品油船。在原油运输方面，为了克服单向运输经济效益差的弱点，20世纪50年代后期出现能兼运石油和其他大宗散货的多种兼用船。随着港口单点系泊技术的发展，原油运输船在航道条件许可下必须尽可能地大型化，以取得更高的经济效益。1967～1975年苏伊士运河关闭时期，波斯湾到欧美的原油运输须绕道好望角，也推动了原油船的大型化。1980年，世界油船船队构成中超大型油船（载重20万吨以上）和特大型油船（载重30万吨以上）的吨位已超过半数。70年代末，出现了50万吨以上的大油船，如法国1976～1977年建成的55万吨级姊妹船“巴提留斯”号和“贝拉美亚”号。日本1980年将一艘42万吨的油船改建成为“海上巨人”号，总长458.54米，船宽68.8米，型深29.8米，吃水24.6米，载重量56万吨，是世界上最大的船舶。随着苏伊士运河的重开和各国采取节能措施，巨型油船大量过剩，原油船大型化的过程已经终止。成品油船因受货物批量以及港口、炼油厂设备条件的限制，载重量一般为2～4万吨，最大为7万吨。由于成品油品种较多，不宜混装，成品油船上有较多独立的装卸油泵和管系。