Privatitzada en 1989-97, porta a terme activitats d’exploració, producció, transport i refinament de petrolis, a més de la fabricació, distribució i comercialització de derivats del petroli i del gas natural. És la primera companyia espanyola en volum de vendes i una de les 250 més grans del món, amb uns beneficis nets de més de 2.000 milions d’euros i una plantilla propera als 25.000 empleats (2012). Opera en una trentena de països. En foren els primers accionistes el BBVA, la companyia petroliera mexicana Pemex i les antigues Caixa d’Estalvis i Pensions de Barcelona i Caixa d’Estalvis de Catalunya (1997). El 2018 n'eren els principals accionistes CaixaBank (9,36%), la constructora Sacyr (7,7%) i el fons Temasek (2,9%). La resta corresponia a petits accionistes (free-float). Al setembre d'aquest any CaixaBank anuncià la venda de la seva participació, la meitat de la qual passava a cotitzar en borsa.
Té dues grans refineries a l’Estat espanyol: el complex industrial de Cartagena (en funcionament des del 1950) i Petronor (des del 1968), a Biscaia. A Catalunya, repartits als municipis de Tarragona, el Morell i la Pobla de Mafumet (Tarragonès), hi té un dels primers complexos petroquímics d’Europa. En funcionament des del 1976, n’ha anat renovant i ampliant les instal·lacions. El 1999 adquirí la companyia argentina Yacimientos Petrolíferos Fiscales i adoptà el nom de Repsol YPF, denominació que conservà fins a l'expropiació de les explotacions argentines (maig del 2012), quan recuperà el nom original. A Espanya és la primera del sector, amb gairebé la meitat del mercat de gasolineres i les marques Repsol, Campsa i Petronor. Fins el 2018 tingué una participació important (entre el 30% i el 20%) a Gas Natural. Aquest any vengué totes les accions del grup gasista al fons britànic CVC.
S’ha expandit sobretot a l’Amèrica Llatina, on, a banda de l’Argentina, ha arribat a nombrosos acords de prospecció i explotació, i també d’adquisició i associació, amb companyies del sector: entre d’altres, l’any 2000 adquirí el 45% de Lipigas, líder en el mercat xilè de gas liquat, i el 2001 tancà acords amb la brasilera Petrobras que la convertiren en la segona petroliera integrada del Brasil, país on el 2005 obtingué importants concessions per a l’exploració en les seves aigües territorials. A Bolívia, creà Repsol YPF Gas Bolivia (2001) i el 2006 hagué de negociar les seves explotacions amb el govern quan aquest nacionalitzà el sector energètic. En aquest país, ha descobert importants jaciments de gas al Campo Margarita, situats al sud. A Veneçuela, els acords presos amb el govern des de l’any 2001 l’han convertit en la primera empresa privada en producció d’hidrocarburs i, conjuntament amb British Petroleum (BP), té una participació destacada en les prospeccions i el desenvolupament de projectes d’explotació d’hidrocarburs i gas a Trinitat i Tobago. La seva participació en l’explotació de jaciments a Mèxic és també important, sobretot als camps localitzats al golf de Mèxic. Fora de l’Amèrica Llatina, desenvolupa projectes sobretot a Líbia i també a Algèria. El 2007 arribà a acords amb la russa Gazprom per al desenvolupament de projectes comuns a Llatinoamèrica, Àfrica i Rússia. El 2015 adquirí la petroliera i gasista canadenca Talisman Energy. A l’Amèrica del Nord, el 2017 descobrí el jaciment més gran dels Estats Units en els últims trenta anys.
Al juny de 2018, amb la compra de Viesgo, companyia propietària de centrals hidroelèctriques i de cicle combinat dedicada a la generació d’electricitat de baixes emissions , Repsol materialitzà l’entrada en el mercat de producció i distribució d’energia elèctrica.