มนุษย์เรามีการใช้หินน้ำมันเป็นเชื้อเพลิงตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์เนื่องจากเผาไหม้โดยทั่วไปโดยไม่ต้องดำเนินการใด ๆ อุตสาหกรรมแบบทันสมัยของเหมืองแร่หินน้ำมันเริ่มขึ้นในปีค.ศ. 1837 ใน ประเทศฝรั่งเศส ตามมาด้วยการแสวงหาประโยชน์ในสกอตแลนด์,เยอรมันและประเทศอื่น ๆ การดำเนินงานในช่วงศตวรรษที่ 19 เน้นการผลิตน้ำมันก๊าด,น้ำมันหลอดไฟและเทียนไข ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีความต้องการเพิ่มขึ้นในช่วงปฏิวัติอุตสาหกรรม น้ำมันเชื้อเพลิง น้ำมันหล่อลื่นและจารบี,แอมโมเนียมซัลเฟตมีการผลิตขึ้น อุตสาหกรรมหินน้ำมันของยุโรปขยายตัวทันทีก่อนที่สงครามโลกครั้งที่ 1 จะจำกัดการเข้าถึงทรัพยากรปิโตรเลียมทั่วไป และการผลิตรถยนต์และรถบรรทุกที่มาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของการบริโภคน้ำมัน

ถึงแม้ว่าอุตสาหกรรมหินน้ำมันของประเทศเอสโตเนียและประเทศจีนเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องหลังจากสงครามโลกครั้งที่สอง แต่ส่วนใหญ่ในประเทศอื่นๆที่ถูกยกเลิกโครงการของพวกเขาเนื่องจากค่าใช้จ่ายในการประมวลผลสูงและราคาถูกกว่าน้ำมันเชื้อเพลิง หลังจากนั้นในปี 1973 เกิดวิกฤตการณ์น้ำมันโลก มีการผลิตน้ำมันจากหินน้ำมันถึงจุดสูงสุดคือได้ 46 ล้านตันในปี 1980 ก่อนที่จะตกลงไปอยู่ที่ประมาณ 16 ล้านตันในปี 2000 เนื่องจากการแข่งขันกับปิโตรเลียม อุตสาหกรรมหินน้ำมันโลกเริ่มฟื้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 ในปี 2003 โครงการพัฒนาน้ำมันหินดินดานเริ่มต้นใหม่ในประเทศสหรัฐอเมริกา เจ้าหน้าที่แนะนำโปรแกรมเชิงพาณิชย์ลิสซิ่งอนุญาตการสกัดหินน้ำมันและทรายน้ำมันในที่ดินของรัฐบาลกลางในปี 2005 ตามนโยบายพลังงาน พ.ศ. 2005