Добыча нефти
Основная доля добычи нефти ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» приходится на территорию Ханты-Мансийского автономного округа — Югры. Месторождения предприятия стали площадкой для применения новых технологий бурения и повышения нефтеотдачи пластов. Активно ведется бурение горизонтальных и многозабойных скважин с различными схемами заканчивания и с применением современных технико-технологических решений отечественного и импортного производства (телеметрическое сопровождение, каротаж во время бурения, роторно-управляемые системы, оборудование МГРП, ГИС и др.) Ведется разработка залежей с трудноизвлекаемыми запасами.
Для повышения извлекаемости нефти предприятие использует десятки видов технологий гидроразрыва пласта (ГРП): МГРП c различными системами заканчивания, ГРП по технологии Ifrak, MixFrak, высокорасходный ГРП, ГРП по технологии ГПП+ГРП, большеобъемные ГРП в низкопроницаемых коллекторах, двух и трехстадийные, селективные ГРП и другие.
Добыча газа
Природный газ предприятие добывает в районе Большехетской впадины ЯНАО и на месторождениях Пуровской группы.
Первое газовое месторождение — Находкинское — введено в эксплуатацию в 2004 году. Одно из богатейших в приарктической зоне России месторождений - Пякяхинское - введено в промышленную эксплуатацию осенью 2016 года. Через три года в опытно-промышленную эксплуатацию запущен Южно-Мессояхский газоконденсатный промысел, в 2020 – Хальмерпаютинское газоконденсатное месторождение, в июле 2021 - Салекаптское нефтегазоконденсатное месторождение.
Добыча попутного нефтяного газа ведется на территории Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов. Попутный нефтяной газ (ПНГ) служит топливом для объектов собственной генерации электроэнергии: газопоршневых и газотурбинных станций, а также поступает в управление по переработке попутного нефтяного газа.