Ильский НПЗ был образован 28 февраля 2007 года. Завод расположен в Северском районе Краснодарского края, в посёлке городского типа Ильский, на 55-км автодороги Краснодар-Новороссийск. Сегодня — это современный производственный комплекс, входящий в число ведущих нефтеперерабатывающих заводов Южного федерального округа России.

НПЗ занимает выгодное географическое положение с точки зрения логистических потоков. В непосредственной близи находятся крупнейшие порты Черноморского и Азовского побережья (Новороссийск, Туапсе, Темрюк, Ейск), что значительно увеличивает эффективность экспорта нефтепродуктов морским транспортом через портовые терминалы. Снабжение сырьём осуществляется за счёт непосредственного подключения НПЗ к системе нефтепроводов АК «Транснефть», а также железнодорожным транспортом благодаря функционирующим перевалочным нефтебазам «Грушовая» и «Тихорецкая» ОАО «Черномортранснефть».

Нефтеперерабатывающее производство, действовавшее ранее на площадке современного КНГК-ИНПЗ, было основано Азово-Черноморским Федеральным управлением по строительству дорог ещё в 1980 году. Оно представляло собой гудронно-битумную установку, включавшую прирельсовые резервуары для гудрона с насосной, блок подготовки гудрона, печь нагрева гудрона и дожига газов окисления и блок окисления. Предприятие ориентировалось на производство дорожного и строительного битума из сырья, поставляемого из Грозного (80%) и Уфы (20%). Производительность установки по выработке битума составляла 100-130 тонн в сутки, что позволяло снабжать предприятия по строительству дорог от Сочи до Кореновска. Позже была разработана технология изготовления кровельного битума.

В 2001 году руководство приняло решение о перепрофилировании предприятия и строительстве установки по переработке тяжёлой нефти с получением мазута, а затем битума. Государственный проектный институт по химизации технологических процессов в нефтяной промышленности ГПИ «Нефтехимпроект» (республика Татарстан) разработал проект «Капитальный ремонт комплекса по производству битума в посёлке Ильский». В состав проектируемого комплекса был добавлен новый технологический блок по приёму товарной нефти и её атмосферной разгонке. В 2002 году битумная установка была реконструирована в установку атмосферной перегонки нефти АТ-1 мощностью 35 тыс. тонн в год.

В 2006 году произведена очередная реконструкция, которая позволила увеличить мощность до 90 тыс. тонн нефти в год, и принята новая концепция развития завода с упором на первичную переработку сырья и экспорт нефтепродуктов. Впоследствии были возведены ещё 3 технологические установки – АТ-2 (2007 г.), АТ-3 (2009 г.), АТ-4 (2010 г.). Общая мощность завода достигла 1,1 млн тонн нефти в год.

Также была создана вся необходимая инфраструктура, обеспечивающая бесперебойную и эффективную работу нефтеперерабатывающего завода: возведены резервуарные парки объёмом 75 тыс. куб. м, ж/д эстакада слива нефти и налива нефтепродуктов, автомобильная эстакада налива нефтепродуктов, модернизированы очистные сооружения, проложены коммуникации и автодороги и т.д.

В 2011 году ООО «КНГК-ИНПЗ» заключило четырёхстороннее соглашение с Ростехнадзором РФ, ФАС России и Росстандартом, предусматривающее сроки строительства новых установок и получение моторных топлив класса «ЕВРО 5» в соответствии с требованиями Правительства РФ.

В 2013 году на Ильском НПЗ завершено строительство технологической установки АТ-5, рассчитанной на переработку как малосернистого сырья, так и его смеси с сернистой нефтью марки Urals. Общий объём переработки достиг 2,2 млн тонн в год. В период с 2015 по 2016 год удалось нарастить мощность до 3 млн тонн в год.

В 2016 году построен приёмо-сдаточный пункт и магистральный нефтепровод-отвод с подключением к трубопроводной системе АК «Транснефть», обеспечивающий подачу 1500 тыс. тонн малосернистой нефти в год. На официальной церемонии пуска присутствовал губернатор Краснодарского края Вениамин Кондратьев.

В настоящее время модернизация завода продолжается. Она позволит заводу увеличить объём переработки нефти с 3 до 6,6 млн тонн в год, перерабатывать сернистую нефть с содержанием серы до 1,8% масс, получать моторные топлива класса «5» в соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 013/2011.