土木工程系在原工程力学教研室基础上于2001年组建而成，工程力学是西安石油大学历史最悠久的系科之一，早在1951年西安石油学校（西安石油大学前身）即开始为全校教学科研服务。土木工程系现设有土木工程、工程力学学科群，从2001年开始招收本科生，工程力学学科群拥有“理论力学”、“材料力学”校级一类课程，“工程力学”省级精品课程。土木工程系设有结构工程、岩土工程、道桥工程三个专业模块，承担全校本科生理论力学、材料力学、工程力学、弹性力学课程教学和研究生高等固体力学、振动理论等课程教学，以及土木工程本科生的培养任务。

土木工程系现有1个专业实验室”土木工程实验室”和1个基础实验室“工程力学实验室”。土木工程实验室下设有6个分实验室：建筑材料实验室、建筑结构抗震实验室、钢筋混凝土结构实验室、测量学实验室、土力学实验室、建筑结构电测实验室；工程力学实验室下设有6个分实验室：拉压实验室、扭转实验室、强度实验室、力学电测实验室、力学基础实验室、振动实验室；

土木工程系本科专业培养掌握结构力学、流体力学、土力学和施工组织的基本理论和基本知识，具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。本专业主要学习材料力学、结构力学、流体力学、土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、钢结构、房屋结构、桥梁结构、道路勘测设计与路基路面结构、施工技术与管理、建筑工程计算机辅助设计以及外语等。