ไทยออยล์เล็งเห็นความสำคัญของงานวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยี (R&D) ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการเสริมสร้างขีดความสามารถในการแข่งขัน โดยตั้งแต่ปี 2555 ไทยออยล์และสวทช. สามารถผลักดันโครงการวิจัยต่างๆ ภายใต้ความร่วมมือให้สำเร็จลุล่วงไปด้วยดีหลายโครงการ เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตไบโอแก๊สสำหรับโรงงาน
เอทานอล การใช้ประโยชน์ของผลิตภัณฑ์ที่เป็นผลพลอยได้ในกระบวนการกลั่นเอทานอล เป็นต้น จึงเป็นที่มาของการจัดตั้งศูนย์ปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาขึ้นที่ชั้น 10 ทาวเวอร์ D ภายในอาคารกลุ่มนวัตกรรม 2 โดยมีพื้นที่ประมาณ 1,000 ตารางเมตร มุ่งหวังให้นักวิจัยได้รับความสะดวกในการทำวิจัยและอยู่ภายใต้สภาพแวดล้อมที่เอื้อและส่งเสริมให้เกิดประสิทธิภาพในการวิจัยอย่างแท้จริง ก่อให้เกิดการบริหารองค์ความรู้ที่เกิดจากงานวิจัยและสามารถนำไปสร้างประโยชน์และมูลค่าให้กับองค์กรและประเทศชาติได้อย่างยั่งยืนต่อไปในอนาคต