GS칼텍스는 국가에너지 확보 위기 상황에 대처하고 에너지 자립에 기여하기 위해 해외유전개발에 적극 진출하고 있다. 에너지리더 기업으로서의 책임과 의무를 다하고 있는 것이다.
GS칼텍스는 지난 2003년 Chevron으로부터 캄보디아 블록 A 해상광구에 대한 탐사권 중 15%를 인수함으로써 본격적으로 유전개발사업에 진출했다. 캄보디아 블록 A 해상광구는 GS칼텍스의 첫 번째 유전개발사업이었다.

GS칼텍스는 그동안의 탐사작업을 통해 양질의 원유 및 가스를 발견하는 성과를 거두기도 했다. 현재까지의 탐사작업을 바탕으로 개발가능성을 타진 중에 있으며 이와 병행해 탐사작업도 계속할 예정이다.
지난 2006년 2월에는 러시아 국영석유사인 로스노프 및 한국컨소시엄과 함께 러시아 서캄차카 해상 탐사광구 지분 4%를 취득했다. 현재 탐사작업이 진행 중이며 올해 시추를 통해 탐사유망성을 확인할 예정이다.  

GS칼텍스는 2006년 7월에도 해외유전개발 사업의 중요한 이정표를 세웠다. 태국 육상 L10/43ㆍL11/43 탐사광구 지분의 30%를 일본 미쯔이그룹의 탐사회사인 MOECO사로부터 인수한 것.
2006년 첫 탐사시추를 성공적으로 완료하고 2007년 9월부터 추가 2공 시추를 시작했는데 조만간 유망구간에 대한 생산성 테스트를 실시할 예정이다. 시추가 완료되면 조기 생산 여부를 확인할 수 있을 것이다.

아제르바이젠의 카스피해에 위치한 이남 광구는 2007년 10월 광구 전체 지분의 4%(국내컨소시엄지분의 20%)를 인수했다. 현재 첫 번째 탐사정 시추가 진행 중이다. 이남 광구는 이미 생산 중이거나 탐사에 성공한 초대형 유전에 인접해 있어 기술평가 결과 석유발견 가능성이 높은 유망지역으로 평가되고 있다.

GS칼텍스의 지주회사인 GS홀딩스도 해외유전개발에 적극 나서고 있다. 2005년 1월 인도네시아 NEM1, NEM2, 워캄 등 3개 탐사광구에 대한 탐사권을 각각 5%, 30%, 20% 인수를 통해 유전개발사업에 참여했다.
예맨 16, 39광구, 카자흐스탄 South Karpovsky 광구의 탐사 지분을 매입하는 등 석유탐사 사업을 지속적으로 확대하고 있다. 2007년 11월에는 4.75% 지분으로 이라크 바지안광구에 참여하는 계약을 체결하기도 했다.

GS칼텍스는 현재 추진 중인 사업 이외에도 세계 각 국의 이목이 집중되고 있는 동남아와 중동, CIS 등 유망지역에 대한 추가 진출을 추진 중에 있다.
장기적으로 유전개발사업을 통해 하루 정제능력의 10%까지 자체 조달한다는 야심 찬 계획을 가지고 있다. 이를 위해 국내 에너지기업은 물론 해외 에너지기업과의 제휴를 확대하고 있으며 지주회사인 GS홀딩스와는 전략적 연계를 강화함으로써 유전개발 사업의 시너지 효과를 극대화시키고 있다.