Başlangıçta Batman Petrolspor, amatör liglerde mücadele etmekteydi. Ancak kulüp, 1985-1986 sezonunda 3. Lig’e yükselme başarısı göstermiştir. İlk kez profesyonel liglerde mücadele etmeye başlayan kulüp, 3. Lig’de bir süre mücadele ettikten sonra 2. Lig’e yükselme başarısı göstermiştir.
1991-1992 sezonunda 2. Lig’de mücadele eden Batman Petrolspor, tarihinin en başarılı sezonunu geçirmiştir. O sezon, ligi 4. sırada tamamlayarak tarihinde ilk kez 1. Lig’e yükselme şansı yakalamıştır. Ancak 1. Lig’e yükselme play-off’unda elenerek bir üst lige yükseleme şansını kaybetmiştir.
Batman Petrolspor, 2000’li yıllarda 2. Lig’de mücadele etmeye devam etmiştir. Ancak 2007-2008 sezonu sonunda küme düşmüştür. 2009-2010 sezonunda tekrar 2. Lig’e yükselme başarısı gösteren kulüp, 2011-2012 sezonunda tekrar küme düşmüştür.
2015 yılında, Batman Petrolspor TFF 3. Lig 2. Grup’ta mücadele etmeye başlamıştır. Ancak maddi sıkıntılar nedeniyle kulüp, 2017-2018 sezonu öncesinde ligden çekilme kararı almıştır. Bu kararın ardından kulüp faaliyetlerini durdurmuştur.
Sonuç olarak, Batman Petrolspor, Batman ilinde kurulmuş bir spor kulübüdür. Kulüp, 3. Lig ve 2. Lig’de bir süre mücadele etmiş, tarihinde en başarılı sezonunu 1991-1992 sezonunda geçirmiştir. Ancak son yıllarda maddi sıkıntılar nedeniyle kulüp faaliyetlerini durdurmuştur.