LOTOS Upstream zarejestrowano w pierwszej połowie 2017 roku, a swoją działalność operacyjną spółka rozpoczęła w lutym 2018 roku. Powstała ona w ramach reorganizacji segmentu poszukiwawczo-wydobywczego Grupy Kapitałowej LOTOS. Od LOTOS Petrobalticu przejąła kwestie strategii i rozwoju biznesu, nadzór właścicielski oraz nadzór nad realizacją zagospodarowania złóż (w gestii LOTOS Petrobalticu nadal leży eksploatacja złóż B3 i B8 znajdujących się pod dnem Morza Bałtyckiego).

12 grudnia 2017 roku LOTOS Upstream stała się właścicielem LOTOS Geonafty. W kwietniu 2018 r. spółka przejęła udziały w spółce Baltic Gas realizującej projekt B4/B6.