Společnost ORLEN UNIPETROL DOPRAVA s.r.o. vznikla v roce 1995 vyčleněním železniční dopravy z obchodně-výrobní společnosti Chemopetrol v Litvínově. Tomu odpovídal i tehdejší název - CHEMOPETROL - DOPRAVA a.s. Zpočátku se společnost zabývala jen provozem na vlečce v Litvínově, ale v souvislosti se začleněním Chemopetrolu do skupiny ORLEN Unipetrol začala firma postupně přebírat provoz dalších vleček chemických závodů v rámci skupiny. Kaučuk Kralupy (nyní Synthos Kralupy), Paramo Pardubice, Koramo Kolín (nyní Paramo), Spolana Neratovice či Synthesia Pardubice. Po převzetí železniční dopravy ve zmíněných lokalitách se mění v roce 2003 název společnosti na ORLEN UNIPETROL DOPRAVA a.s. V této době hospodaří společnost s cca 3 tisíci vozy, z toho 1 tisícem vozů vlastních. Jde hlavně o cisternové železniční vozy. Významným milníkem je rok 2004, kdy začíná společnost realizovat první přepravy vlastními vlaky. V tuzemsku jsou to transfery poloproduktů mezi vlečkami Litvínov a Kralupy nad Vltavou. První exportní přepravou byla přeprava přes pps Rumburk – Ebersbach téhož roku. Postupně se procento přeprav realizovaných vlastními vlaky zvyšovalo, a to hlavně v oblasti přepravy chemických produktů mezi jednotlivými lokalitami skupiny ORLEN Unipetrol. Po prodeji skupiny ORLEN Unipetrol polské skupině Orlen S.A. byly v rámci synergických efektů posíleny technologické přepravy mezi Polskem a ČR. V roce 2007 došlo ke změně právní formy z akciové společnosti na společnost s ručením omezeným. V současné době je ORLEN UNIPETROL DOPRAVA s.r.o. jedním z hlavních železničních dopravců v České republice.​​