1955年1月20日，地质部召开第一次全国石油普查工作会议，决定组成新疆、柴达木、鄂尔多斯、四川、华北5个石油普查大队。 根据地质力学的理论，他们在一些辽阔的中、新生代沉积盆地中，在约200多万平方千米的面积内进行了程度不同的石油普查，打了3000多口普查钻井，总进尺120多万米。 从所取得的大量地质资料看，不仅初步摸清了我国石油地质的基本特征，而且证实我国有着丰富的天然石油资源。

在632地质大队送来的柴达木地质考察图上，李四光发现这里可能有较好的石油构造。 他因年高体病不能亲自去察看，便找来学生孙殿卿和秘书段万倜，他们立即表示愿意前往柴达木实地考察。 李四光为他们配备了两名年轻助手，送走他们之后，李四光按照组织的安排到大连疗养。

在大连，他仍牵挂着全国各处地质考察的情况，不久，他收到孙殿卿和段万倜的来信，他们告诉李四光，他们已经在一段扭动构造的地层下，发现一个储油区。 这封信立即变得重如千金，李四光捧着信的双手剧烈颤抖，眼里涌出了激动的泪花。

随后，李四光经过周密的思考，给陈云写了一封长信，提出自己对石油勘探工作的意见，毛主席和党中央对李四光的意见非常重视。 1956年初，陈云召见何长工、李人俊（曾出任工矿部部长、石油工业部副部长）和康世恩（新中国石油工业和化学工业的开拓者之一，曾出任国务院副总理、石油工业部部长）等，研究李四光关于加强石油勘探的意见，并指出要在两三年间找到一两个大油田。

1956年1月下旬，地质部召开第二次全国石油普查工作会议。 3月，中央决定，由地质部、石油工业部和中国科学院联合组成全国石油地质委员会，李四光为主任委员。

一场大规模的全国石油勘探战役打响了！

93个地质队，430多名地质人员，奔赴全国的12个地区进行普查和细测。 经过3年的石油普查工作，在这些有希望的含油远景区，他们找到了几百个可能的储油构造，并在柴达木、南充等构造上，探到了具有工业价值的油流。

新疆、青海、四川、华北、东北各战场，接连取得可喜的战果！其中，尤以东北地区的战果令人震惊：在松辽平原的勘探中，确认新生代沉积厚度竟达四、五千米，这里一定拥有大量的石油蕴藏！

李四光决定把松辽平原作为石油勘探的主战场。 经过党中央和国务院批准，1958年2月，石油工业部和地质部共同发出“三年攻下松辽”的战斗号召！

地质部从四川、青海、陕甘宁调集队伍，加强了松辽找油工作。 在辽阔的松辽平原，一支支石油勘探队开始更加忘我而辛勤地工作。 李四光亲自主持这项工作。 他每天听野外工作回来的同志们汇报，阅读各地来信，提出具体指示。 在指导石油普查工作时，不仅指出含油的远景区，而且对石油普查的具体方法、步骤以及普查过程中发生的实际问题都很重视，对每一地区的石油普查工作，他都作过具体指导，他在石油地质工作的谈话记录、信件和文章就有10多万字。

在那段激情燃烧的岁月里，不负众望的松辽平原勘探队接连向李四光汇报来震撼人心的战果：

1958年2月，吉林省扶余县和前郭旗的石油钻井中，首次发现厚达0.7米和0.5米的含油砂岩层！

6月17日，长春附近的公主岭西北场大城子镇的钻井中，发现厚达3米以上的砂岩层，而且岩芯取出之后则有原油渗出！

9月24日，黑龙江省肇州县高台子钻井中喷出工业油流！

9月26日，扶余县雅达红构造块的钻井喷出工业油流！

1959年9月底，正当全国人民迎接国庆10周年之际，一封电报从东北茫茫荒原飞到北京：“松辽平原第一口探井大量出油！”

地质部和石油部立即变成了欢乐的海洋，李四光止不住热泪滚滚！他的预言终于被证实——在新华夏系沉降带储有石油！

这是1966年震惊世界的大庆油田总会战的第一声号角！

李四光并未因初战告捷而满足，他向广大地质和石油工作者进一步指出：“松辽出油，别开生面。 但是，我们还要把眼光再往远放，跳出松辽门槛向南转移。 这就是辽河下游，渤海及华北平原。 ”

不久，根据李四光的建议，地质部石油普查大队从松辽平原转移到华北平原。 1960年，李四光在听取工作汇报时，根据有关资料明确指出要在华北地区寻找石油的6个突破点，并且时刻关注着华北油田的动向。 不久，华北地区几处打出油砂的资料送到李四光手中，他边听介绍，边分析资料，最后指出：“看来东营（胜利油田所在地）是一个旅扭构造，这是一个很有希望的地区，应该下大力量！”

当年，在李四光理论的指导下，石油大军相继打出当时国内产量最高的一批批油井，命名为“胜利油田”。 之后，华北、中原、汉江、广东各地，一座座储量丰富、价值巨大的油田，接二连三，隆重登场！

“中国贫油”的帽子彻底被摘掉，中国人只能使用“洋油”的时代，从此一去不复返！

1964年12月，周恩来在第三届全国人民代表大会上作政府工作报告中兴奋地指出：“第一个五年计划建设起来的大庆油田，是根据我国地质专家独创的石油地质理论进行勘探而发现的！”

党和国家领导人的赞扬，只能推动李四光更加沉下心来扑到自己所热爱的地质事业当中来。 他决心更好地运用自己的知识为祖国建设服务。 只要是国家建设所需要的矿物，李四光立即全力以赴，埋头苦干，利用自己的地质学理论作指导，千方百计去寻找。

事实上，李四光在工作中，特别注意工、农业建设中需要多学科综合技术解决的问题，常组织有关专业的科学家，分工协作，共同探索解决问题的途径与方法。

当时江西赣南的钨矿已经开发多年，有人认为这里的钨矿已经开发完毕，应该到外省去寻找新的钨矿。 地质队的工作者运用地质力学理论分析了这里的情况，认为此地正处于“山”字型构造的东翼和新华夏系复合部位，对成矿有利，应继续钻探。 果然，地质队工作者很快在赣南地区发现了丰富的钨矿。