Le ricerche di idrocarburi in Val d'Agri iniziarono fin dai primi del ‘900 con uno studio sistematico, commissionato dall'Ispettorato del Corpo Reale minerario, delle manifestazioni superficiali di olio e gas di Tramutola.

Nel dicembre del 1912, la Società Petroli d'Italia (SPI) stipulò alcuni contratti di cessione con i proprietari terrieri per la ricerca e lo sfruttamento del bacino petrolifero, senza però avere gli esiti sperati. Le ricerche continuarono negli anni trenta portando alla scoperta dell'esistenza di una notevole quantità di gas. Una prima fase di coltivazione si sviluppò nel ventennio 1939-1959, caratterizzato dall'embargo petrolifero e da scarsi rinvenimenti di risorse petrolifere in altre aree dell'Italia.

Nel 1933 l'AGIP (Azienda Generale Italiana Petroli, istituita dal Governo nel 1926), ottenne un permesso di ricerca, eseguì degli studi geologici e rinvenne nel 1937 il giacimento di Tramutola dove, tra il 1939 e il 1947 si eseguirono attività di ricerca e coltivazione. Le ricerche, coordinate da Carlo Migliorini, professore di geologia dell'Università di Firenze, ed effettuate da Dante Jaboli, del Servizio studi e prospezioni AGIP, si estesero da Tramutola alle aree di S. Angelo Le Fratte, Savoia Lucana e Brienza. Questa prima fase di attività estrattiva si chiuse nel 1959, con l'ultimo pozzo (risultato sterile) perforato da AGIP in territorio di Tramutola.

Il periodo di "austerity" conseguente alla guerra in Kippur, l'emergenza petrolifera e l'innovazione tecnologica nella ricerca e sviluppo dei giacimenti di idrocarburi diedero l'avvio ad una nuova campagna esplorativa in Basilicata dove, a partire dal 1975, l'AGIP ottenne quattro nuovi permessi di ricerca che portarono alla scoperta in Val d'Agri di uno dei giacimenti più importanti d'Europa.

Negli anni '80, la ricerca, condotta dalla società Petrex, si spostò ai piedi della montagna di Viggiano e nel 1981, con la perforazione del pozzo "Costa Molina 1", fu scoperto il giacimento denominato "Trend 1".

Nel 1984 il Ministero dell'Industria conferì all'AGIP la concessione di coltivazione Costa Molina. Nello stesso anno fu conferito il permesso di ricerca "Monte Sirino" alla Società Petrolifera Italiana e alla Società Fiat Rimi.

Nel maggio 1988, la perforazione del pozzo "Monte Alpi 1" (a cui partecipò anche la società britannica Enterprise Oil Italiana S.p.A.) portò al rinvenimento dell'omonimo giacimento.

Negli anni 90 iniziò quello che si definisce "lo sviluppo dell'attività petrolifera in Basilicata". Il Ministero dell'Industria conferì ad AGIP le concessioni di coltivazione Grumento Nova (Decreto del 9/10/1990), Caldarosa (Decreto del 15/7/1991) e Volturino (Decreto del 27/12/1993).

Nel 1996, per la prima lavorazione del petrolio si costruì a Viggiano il Centro Olio "Monte Alpi" con una capacità di trattamento di 1.200 m³/giorno di olio, equivalenti a 7.500 barili/giorno e 300.000 m³/giorno di gas. Nell'Aprile del 1996 entrò in esercizio la prima linea di trattamento.

Nel 1999 la concessione Costa Molina venne inglobata nella concessione Caldarosa. In quell'anno, nell'area della Val d'Agri, di pertinenza delle concessioni Grumento Nova, Volturino e Caldarosa, esistevano 24 pozzi, perforati a partire da 20 postazioni.

Nel 2001 erano due le concessioni esistenti in Val d'Agri: la concessione denominata Grumento Nova, delle società ENI S.p.A. e Enterprise Oil Italiana S.p.A., di km² 398,39 risultante dall'unificazione delle concessioni di Grumento Nova, Caldarosa e della porzione sud orientale della concessione Volturino, con scadenza fissata al 26 ottobre 2019, e la concessione Volturino, ridotta da km² 348,37 a km² 261,76. Nello stesso anno entrò in esercizio il Centro Olio Val d'Agri (COVA) quale ampliamento del preesistente Centro Olio Monte Alpi, in produzione dal 96.

Nel 2003 il 29% della titolarità della concessione Grumento Nova fu trasferita ed intestata dalla società Enterprise Oil Italiana S.p.A. alla Società Shell Italia E&P S.p.A.

Nel 2005 le concessioni Grumento Nova e Volturino furono unificate in un'unica concessione denominata Val d'Agri. La nuova concessione Val d'Agri, con scadenza fissata al 26 ottobre 2019, è intestata alle società ENI S.p.A. e Shell Italia E&P S.p.A., con quote rispettivamente del 66% e del 34%.

Nel 2011 è stato avviato l'ammodernamento del COVA ed approvato il nuovo programma di sviluppo della Concessione Val d'Agri.