В советское время институт сыграл огромную роль в создании отечественной промышленности синтетического спирта, производства низших олефинов, ацетальдегида, фенола и ацетона. Проводились также обширные исследования по получению синтетического глицерина, фталевого ангидрида, высших α-олефинов, в связи с поисками альтернативного сырья был открыт метод окислительного метилирования. В 1972 г. институт приступил к выполнению работ по оборонной тематике и был определен как головной НИИ по разработке ракетных топлив с успешным выпуском на промышленных предприятиях ряда продуктов до 2000 г. ВНИИОС координировал все исследовательские и опытные работы по пиролизу, газоразделению и переработке жидких продуктов пиролиза, а также работы, связанные с пуском, освоением и эксплуатацией процессов и проведением технического аудита. По разработанной институтом технологии спроектированы этиленовые производства (ЭП-300), которые до настоящего времени являются основой пиролизных мощностей России.