Theo kế hoạch đến năm 2010, khi Nhà máy đã đi vào vận hành ổn định và nhà thầu bàn giao cho Công ty Lọc hoá dầu Bình Sơn (BSR) quản lý, Nhà máy sẽ đạt giá trị sản lượng công nghiệp hàng năm từ 60.000 - 80.000 tỷ đồng, tạo động lực thúc đẩy vùng duyên hải miền Trung phát triển nhanh hơn; dự kiến thuế phải nộp cho Ngân sách Nhà nước sẽ hơn 9.082 tỷ đồng, trong đó thuế thu từ BSR hơn 9.002 tỷ đồng, phần còn lại thu từ Dự án Nhà máy sản xuất Polypropylene và dự án lọc dầu. Đặc biệt, đến năm 2010 Nhà máy Lọc dầu Dung Quất sẽ đóng góp phần lớn ngân sách cho tỉnh Quảng Ngãi, đưa tỉnh Quảng Ngãi từ một tỉnh có nguồn thu thấp (100 tỷ đồng vào năm 2000, 500 tỷ đồng vào năm 2005) trở thành 1 trong 5 tỉnh có nguồn thu cao nhất nước.
Tính đến ngày 17/11/2009, Nhà máy đã nhập 18 chuyến dầu thô với tổng khối lượng 1.447.830 tấn và sản xuất được tổng cộng 935.938 tấn sản phẩm các loại bao gồm: 82.952 tấn LPG, 6.944 tấn Propylen, 45.256 tấn xăng A95, 382.117 tấn xăng A92, 58.724 tấn dầu hỏa, 337.288 tấn dầu Diesel, 22.657 tấn dầu đốt. Đã xuất bán được 803.387 tấn các loại sản phẩm ra thị trường tiêu thụ.
Thủy Nguyên