1959年9月26日，黑龙江省肇州县大同镇的松基3井进行第一次开井放喷。在钻井队员和石油工业部领导的注视下，咕嘟的工业油流从阀门中源源不断呼啸而出，一喷几十米远，象征着松辽盆地第一口具有工业价值油流油井的诞生。为了庆祝建国10周年大庆和松基3井喜获工业油流，也考虑到随着油区发展，将来大同镇一旦设市的话，就和山西省大同市重名；10月8日，赶到油井现场的黑龙江省委第一书记欧阳钦提议，把大同镇改名为大庆区。此后，石油部也将这个新发现的油田命名为大庆油田。

后世的教科书把大庆油田的发现评价为中国油荒历史的结束。此前的中国仅有3块产量有限的小油田，“贫油国”的帽子使得刚刚步入工业化道路的中国不得不耗费大量外汇购买必需的能源。而石油界的传统理论则认为中国在地质构造上不可能出产石油，毛泽东甚至一度考虑发展人造石油或从油母页岩中提取石油。但地质学家李四光坚持自己的石油地质构成理论，认为中国境内必然有大量石油矿藏。1955年成立的石油普查委员会，由地质部长李四光亲任主任，负责勘探全国石油矿藏。

1958年初，中共中央总书记邓小平听取石油工业部汇报后，批示认为可以在东北、江苏和四川进行重点的石油勘探。地质部普查大队在松辽盆地发现了含油砂层，证明松辽盆地生油。6月26日 《人民日报》在显著位置刊登“松辽盆地有石油”的消息。消息说：“松辽平原不久将成为我国重要的油区之一”。地质部和石油工业部先后在黑龙江、吉林进行了松基1号、2号油井的钻探，之后又选取与1、2号井成等边三角形的井位钻探了3号井。

当时负责钻探的32118队，只有两名正副队长和4个钻井班，而应该配有的非常重要的钻井、地质和泥浆技术员，一概没有。从甘肃玉门抽调而来的钻井队在没有野外运输条件的情况下，以人力将数十吨的钻探设备分批搬运到油井井位。1959年4月11日，松基3井正式开钻，7月份，井下一千余米处采出的岩心已经证实石油的存在。

按照前来援建的苏联石油部总地质师米尔钦柯的要求，钻井应继续至井下3200米，按照之前的设计完成。在现场督战的石油工业部副部长康世恩则主张尽快停钻试油。8、9月间，从玉门、北京各处抽调的工作人员赶赴现场参加工作。到9月6日第一次射孔试油，由于井下泥浆沉积，并没能抽出原油。此后20天，石油工人以最原始的轻提深部捞水的方法，把一桶桶的泥水提捞上来，才见到了棕褐色原油的喷出。