Im Jahr 2004 wurde die Petroline GmbH in Celle von drei Gründungspartnern gegründet. Im Jahr 2004 war es dann das Ziel, ein Dienstleister für die petrochemische Industrie im Bereich der globalen Beschaffung von technischen Komponenten sowie des globalen Handels mit fossilen Brennstoffen zu werden. Zu diesem Zeitpunkt hatten alle 3-Aktionäre bereits ein sehr verzweigtes Netzwerk in der russischen und kasachischen Öl- und Gasindustrie.
Seit 2009 zieht Petroline Kunden aus dem B2B-Sektor mit einer großen Anzahl von Baubeschlägen, Baumaterialien und Fensterelementen an.

Im Jahr 2012 wurde eine Tochtergesellschaft der Petroline Logistik GmbH gegründet. Petroline Logistik GmbH beschäftigt sich mit Brokerage-Reisenund alle reisebezogenen Dienstleistungen wie Brokerage auf Flügen, Visa-Dienstleistungen und vollständige Reiseorganisation.

Auch 2012 wurde in Kasachstan eine Tochtergesellschaft der Petroline Holding gegründet. Der Schwerpunkt lag auf der Umsetzung innovativer Bauprojekte und dem Erwerb von Energierückgewinnungssystemen für Wohngebäude und Industriekomplexe.

Im Jahr 2013 wurde eine weitere Übernahme der Petroline GmbH abgeschlossen. Die Petroline Metallbau GmbH wurde im Rahmen der Unternehmensgruppe bis 2017 erfolgreich verwaltet und erweitert. Das Unternehmen konzentrierte sich auf Bautechnologien und nicht standardmäßige Produkte für Gebäude und Industriebetriebe.

Im Jahr 2014 nutzten die Organisatoren der Astana World EXPO eine globale App, um einen Generalunternehmer zu finden, der Geothermie auf dem EXPO-Gelände planen, kaufen und verkaufen würde. Das Projekt wurde von den Firmen Petroline Bay und Petroline GmbH erfolgreich umgesetzt.
Holding Petrolinees wurde im Jahr 2018 mit dem Ziel gegründet, die Geschäftsbereiche im Rahmen der Matrix-Organisation noch effizienter und zielgerichteter zu entwickeln und zusätzliche Geschäftsbereiche zu eröffnen.

Im Juni 2019es gab eine strategische Übernahme als Investor durch die Source One GmbH. Auf diese Weise erweitert Petroline sein Engagement für eine nachhaltige Entwicklung und eine geschlossene Zykluswirtschaft.