原始的加油站只是一個成品油零售商，通常附屬於雜貨店，一般在屋後儲存大桶的汽油，遇有汽車來加油時，用5加侖的桶自大桶灌取，然後倒入汽車油箱，即完成了交易。原始的加油過程需要至少3個人來操作。同時五金店、雜貨店也在經營汽油，1加侖的玻璃瓶包裝是當時標準的銷售方式。
1905年，手動加油機發明，自此開始了加油站的發展史。兩年後，第一座加油站出現在美國的西雅圖，由加州標準石油公司（即雪佛龍公司的前身）建設而成，油站裡僅有一台手動加油機和一條管線以及連接的油罐。又過了3年，出現了以地下油罐、油泵、管線和加油機構成的加油站，這個時期，各種各樣的加油方式如雨後春筍般湧現出來。
1912年路易斯安那標準石油公司在孟菲斯市所建的加油站有13部加油機，還專門建造一間女用洗手間，雇一名女招待為顧客供應冰水，開創了加油以外的服務項目。
1913年，海灣石油公司在匹茲堡建造了第一座非路肩（OFF - STREET）加油站，包括混凝土地坪、圍欄、站房，裝備了新式的加油機，這種整體結構成為現代加油站的雛形，一直延續到現在。
1920年～1930年，汽車工業發展勢頭迅猛，油品需求增加。早期的加油站，只需要和一個煉油廠簽訂一個供油合同，配備一台加油機，一個地下油罐，再加上一個招牌，加油站就可以開業了。如此簡單的投入，加上需求和利益的驅動，使加油站蓬勃發展，石油公司、汽車修理廠、汽車銷售點、雜貨店、五金店都在門前安裝加油機提供加油服務，而石油公司為了更多更快地賣出油品，也放任並推動了這一進程。
從1920年開始，往後的石油公司開始大規模建設自有加油站，並進行一系列的油站標準化進程。包括標準化設計的站房、罩棚、品牌標誌、顏色，以及統一的加油設備、客戶服務規範等。這一行動旨在建立品牌和形象，樹立用戶對石油公司的信心。標準化過程受到市場歡迎，並得到了良好的回報。1922年，殼牌石油公司在美國西海岸的1841個加油站中，200個經標準化改造後的油站銷量上升到當年所有加油站銷量的40%。
