Wilayah operasi PEP dibagi dalam tiga region, yaitu:

• Region Sumatera
• Region Jawa
• dan Region Kawasan Timur Indonesia (KTI).

Region Sumatera meliputi:

• Lapangan Rantau
• Pangkalan Susu
• Jambi
• Pendopo
• Prabumulih
• Unit Bisnis Pertamina EP (UBEP) Jambi
• Limau
• Lirik
• Adera (ex. JOB-EOR Pertamina Lekomaras, 22 April 2009).

Region Jawa terdiri atas:

• Lapangan Cepu
• Jatibarang
• Subang
• Tambun

Sementara Region Kawasan Timur Indonesia (KTI) meliputi:

• Lapangan Bunyu
• Sangatta
• Sorong UBEP Tanjung dan Sangasanga-Tarakan.

Pada 23 Februari 2007, Pertamina mendirikan anak perusahaan PT Pertagas yang kemudian diubah menjadi PT Pertamina Gas pada 2008. PT Pertamina Gas bergerak di bidang trans-portasi, niaga, dan pemrosesan gas.
Dalam kegiatan transmisi gas, Pertamina telah memiliki jaringan pipa dengan volume total sekitar 34.000 km-inci yang terletak di Sumatera Bagian Utara, Sumatera Bagian Tengah, Sumatera Bagian Selatan, Jawa Bagian Barat, Jawa Bagian Timur, dan Kalimantan Timur.

Pada Januari 2009 PT Pertamina Gas mendapatkan Izin Transportasi dan pada Februari 2009 PT Pertamina Gas memperoleh Hak Khusus dari BPH Migas untuk pengangkutan gas bumi melalui pipa di 43 ruas transmisi. Keluarnya Izin Transportasi dan Hak Khusus itu melengkapi terbitnya Izin Niaga pada September 2008. Dengan izin usaha dan hak khusus tersebut, PT Pertamina Gas telah memiliki landasan regulasi untuk menjadi pemain utama dalam bisnis gas di Indonesia.

Pertamina Geothermal Energy berdiri pada 12 Desember 2006. Anak perusahaan Pertamina ini bergerak dalam bidang eksplorasi dan eksploitasi panasbumi di 15 wilayah kerja pengusahaan (WKP) panasbumi Indonesia, yaitu: Sibayak-Sinabung, Sibual-buali–Sarulla, Sungai Penuh-Sumurup, Tambang Sawah-Hululais, Lumut Balai, Waypanas-Ulubelu, Cibereum-Parabakti, Pengalengan (Patuha-Wayang Windu), Kamojang-Darajat, Karaha-Telagabodas, Dieng, Iyang-Argopuro, Tabanan-Bali, Lahendong-Tompaso, dan Kotamobagu.

Pertamina EP Cepu, berdiri pada 14 September 2005, merupakan anak perusahaan PT Pertamina (Persero) yang bergerak di bidang usaha hulu migas. Di Blok Cepu, Pertamina memiliki interest sebesar 45%, bermitra dengan Mobil Cepu Ltd (selaku operator) dan Badan Usaha Milik Daerah (BUMD) mengelola KKS Blok Cepu.

PT Pertamina Drilling Services Indonesia didirikan pada 13 Juni 2008 sebagai entitas bisnis yang melakukan kegiatan dalam bidang manajemen jasa pengeboran. Jasa yang diberikan meliputi pengeboran, workover, serta jasa pengeboran dengan sistem Daily Rate dan Manajemen Pengeboran Terpadu (MPT) untuk sumur minyak, gas, dan panasbumi.

Saat ini, PT PDSI memiliki 34 unit rig pengeboran (28 milik sendiri dan 6 alih kelola dari PT Usayana).

EXPLORATION AND PRODUCTION TECHNOLOGY CENTER

Direktorat Hulu mengembangkan pusat penelitian dan perekayasaan bidang teknologi hulu migas, panasbumi, dan CBM disebut EPTC. Tujuan pendirian EPTC untuk meningkatkan kemandirian, penguatan nilai unggulan, serta penyedia solusi teknologi untuk percepatan pengembangan usaha seluruh anak perusahaan di lingkungan hulu.
Penelitian dan perekayasaan yang dilakukan EPTC menghasilkan berbagai inovasi, baik dalam rangka mencari wilayah eksplorasi baru maupun optimalisasi manajemen reservoir secara intensif dan terarah.

Dalam rangka menjaga kemandirian teknologi bidang hulu migas kehadiran EP Technology Center (EPTC) menjadi sangat penting. EPTC adalah penghasil inovasi teknologi migas untuk anak perusahan (AP), baik melalui riset dan pengembangan yang dilakukan sendiri maupun bekerja sama dengan pihak lain. Tidak kalah penting, EPTC adalah penyedia dan pengembang solusi teknologi EP yang dibutuhkan Direktorat Hulu Pertamina dan AP-AP.

Di sisi lain, EPTC pun bisa berfungsi sebagai pengarah sekaligus pelaksana kebijakan teknologi Direktorat Hulu di AP, sehingga bisa dikatakan fungsi ini merupakan penyelaras kebijakan teknis Direktorat Hulu di tingkat AP, sekaligus pengembang kompetensi teknis sumber daya manusia di bidang Hulu. Peran berikutnya, EPTC merupakan center of excellence untuk dukungan teknologi pada tataran operasional AP di Direktorat Hulu Pertamina.

Untuk mendukung strategi peningkatan dan pengembangan bisnis hulu, EPTC menggunakan berbagai perangkat teknologi baik perangkat lunak maupun keras untuk desain parameter penyelidikan seismik, pengolahan data seismik, pengolahan modeling seismik, interpretasi seismik, pemodelan cekungan, pemodelan geologi untuk karakterisasi reservoir, evaluasi petrofisika, simulasi reservoir, analisis produksi, analisis well testing, analisis well performance, analisis stimulasi sumur, proses dan fasilitas desain, serta perangkat visualisasi 3D untuk well design sebagai pendukung kegiatan kolaborasi para ahli eksplorasi dan produksi, baik di migas maupun panasbumi.

Bidang Geodesi dan Geomatika menggunakan perangkat/aplikasi survei dan pemetaan guna mendukung seluruh kegiatan surface & sub-surface. Selain itu, pengembangan teknologi Geographic Information System (GIS) dan Global Positioning System (GPS) juga diterapkan untuk memastikan penentuan posisi yang efektif dan efisien.

Pengelolaan data fisik dan digital dilakukan secara terintegrasi, sehingga memudahkan para ahli dan spesialis di lingkungan Pertamina Hulu dalam melakukan kajian dan evaluasi GGR dalam upaya pengembangan bisnis hulu.

PT Pertamina Hulu Energy merupakan salah satu anak perusahaan di jajaran Direktorat Hulu Pertamina yang bergerak di bidang usaha hulu minyak dan gas bumi serta menjadi vehicle usaha hulu dalam mengelola portofolio wilayah kerja sama di dalam dan di luar negeri dalam format: Production Sharing Contract (PSC), Joint Operating Body-Production Sharing Contract (JOB-PSC), Indonesian Participating / Pertamina Participating Interest (IP/PPI) dan Badan Operasi Bersama (BOB). Wilayah kerja PHE meliputi: Blok 3 Western Desert, Irak; Blok 10&11.1 Lepas Pantai Vietnam Selatan; Blok SK-305, Lepas Pantai Sarawak, Malaysia; Blok Sabratah 17-3, Lepas Pantai Libya; Blok Sirte 123-3, Libya; Blok-13, Laut Merah Lepas Pantai Sudan; Blok-3, Lepas Pantai Qatar; Blok Basker Manta Gummy, Australia.