Etableringen av A/S Essoraffineriet Norge ble godkjent av Stortinget i mars 1957 etter halvannet år med forhanlinger med Industridepartementet. Den 14. okotber samme år ble det holdt konstituerende generalforsamling i Oslo. Standard Oil Company i New Jersey, USA, (som senere skiftet navn til Exxon) var majoritetseier. I starten satt raffineriets styre i New York og hadde ingen norske medlemmer. Byggingen av anlegget på Slagentangen i Tønsberg kommune startet i 1958 og anlegget sto ferdig i 1960. Den offisielle åpningen av anlegget ble foretatt av statsminister Einar Gerhardsen 8. juni 1961. Anlegget kostet 220 millioner kroner å bygge og hadde i begynnelsen en kapasitet på 6000 tonn råolje per dag. De første 20 årene ble råoljen brukt i produksjonen importert fra Venezuela, Midt-Østen og Nord-Afrika, men siden 1980 har norsk råolje fra Nordsjøen vært den dominerende delen av raffineriets råstoffgrunnlag. 01.01.1963 ble Essoraffineriet Norge slått sammen med Norske Esso og opphørte å eksistere som eget selskap.