玉门油田勘探开发研究院的前身是1956年4月玉门矿务局成立的地质采油科学研究所，其办公区一部分是原玉门市公园路的试验楼区，一部分是原玉门市中坪东岗坡研究院大院。
1954年5月，玉门矿务局在老君庙设立酒泉地区中心试验室，由局地质室领导负责地质、钻井、采油试验研究工作，办公地址在原玉门市东岗坡研究大院，该院中部建有大礼堂等附属用房。1955年，时任石油工业部副部长康世恩率领考察团赴苏联考察，回国后决定加强石油科学研究工作，玉门矿务局随即决定在公园路南侧开工建设试验楼，同年5月开始修建两层试验楼。1956年3月，试验楼建成投用，建筑面积1632平方米，酒泉地区中心试验室迁入新楼，原地质、采油、钻井试验室仍在东岗坡原址办公。4月，在原中心试验室的基础上，改组成立地质采油科学研究所，为局属科研机构，继续在试验楼办公。该楼为俄式两层单面内廊式砖木结构，平面成山字形。内设地质分析试验室、采油工艺室，提高采收率室。主要进行地质勘探、油田开发所需石油样品的化验分析、试验，提高油田采收率及采油工艺技术的研究和现场应用、技术服务工作。
随着油田勘探开发和科研力量的不断增强，公园路试验楼无法满足改组后的地质采油科学研究所及后来整合成立的石油科学研究所、石油研究所、采油研究所、采油科学研究所人员办公需求，必须在东岗坡扩大办公场所。从1974年开始，玉门石油管理局在东岗坡研究院大院内边用边建，在研究院大院两边大门的正东先后建有行政办公区中区和东区为开发室、勘探室、机械室、电算室、情报室、服务室、修配车间、汽车队、材料库、管理科等基层单位。这些早期建筑主要是单层砖木结构，或者是单层内廊式砖木结构平房。主要开展油田勘探开发、矿场机械、计算机技术应用、机械加工等室内综合研究、科研生产工作。20世纪80年代初，陆续在院区中部建成两层情报档案楼，同时还配套建设职工宿舍楼、职工食堂、锅炉房、篮球场等设施，可满足五百余人工作生活需要。东岗坡研究院大院内目前尚存有东北角原材料库、技工学校教室及院区南侧的修配车间等零星危旧建筑。
1989年，玉门石油管理局在公园路试验楼南侧建成三采楼，为采收率室、工艺室、试验室工作场所，曾开展中加三次采油合作项目。1995年吐哈会战结束，一大批科研人员和设备开赴吐哈，研究院人员大幅缩减，东岗坡研究院大院部分功能逐步弱化。1997年，玉门石油管理局在公园路试验楼东侧建成科研楼（勘探楼），主要用于油田勘探开发综合研究、计算机技术应用等工作。同时除资料库房外，研人员全部从东岗坡研究院大院整体搬至公园路试验楼。试验楼由此改为勘探开发研究院办公区。东岗坡研究院大院主体部分后来移交油田作业公司等单位使用。
2007年2月，勘探开发研究院（除试验室外）从玉门老市区搬迁至酒泉生活基地生产指挥中心二号楼办公。2009年10月试验室从玉门搬至酒泉基地试验楼；2010年11月东岗坡研究院大院移交油田综合服务处；2012年，根据油田发展需要，经有关部门同意，公园路试验楼整体拆除，在原址上修建玉门油田公司矿区职工食堂。
勘探开发研究院作为玉门油田勘探开发的总参谋部和重要的综合性研究机构，在63年的发展历程中发挥科研工作“大学校、大试验田、大研究所，出成果、出人才、出经验、出技术”的历史作用，为新中国石油工业和玉门油田的建设发展做出不可磨灭的贡献，曾获得“国家功勋地质勘查单位”荣誉称号。