Počátky existence společnosti sahají do roku 1963, kdy byl v tehdejším PKN ORLEN S.A. (dříve Mazowieckie Zakłady Rafineryjne i Petrochemiczne) zřízen Hlavní automatizační servis, zabývající se servisem a zajištěním provozu zařízení a instalací. V důsledku restrukturalizace byla společnost v roce 1999 transformována na Centrum Serwisowe Automatyki PetroAutomatyka Sp. z o.o. Následně pak v roce 2001, v důsledku zavedení na trh značky ORLEN, změnila společnost název na ORLEN Automatyka sp. z o.o. Původně zaměstnávala přibližně 200 zaměstnanců.
Dne 28. října 2014 byla založena společnost ORLEN Serwis S.A., která za svůj cíl přijala poskytování servisních činností v oblasti automatizace, elektrotechniky a strojírenství se zaměřením na realizaci poslání a strategie Kapitálové skupiny ORLEN.
V roce 2015 došlo ke sloučení následujících společností: ORLEN Automatyka sp. z o.o., Przedsiębiorstwo Inwestycyjno-Remontowe RemWil sp. z o.o. a ORLEN Serwis S.A. O rok později, v rámci optimalizace struktury a obchodního profilu skupiny ORLEN byla do společnosti ORLEN Serwis S.A. začleněna také společnost ORLEN Wir sp. z o.o. a Przedsiębiorstwo Usług Technicznych „Wircom“ sp. z o.o.
Poté v roce 2018 došlo k převzetí Zorganizované části podniku (ZCP) - Oblast technických služeb od firmy Euronaft Trzebinia Sp. z o.o.
V červnu 2009 vznikl v České republice odštěpný závod, který měl 145 zaměstnanců. Prováděl servisní údržbu pro společnost SPOLANA s.r.o. v oblasti strojní, elektro, měření a regulace. Zároveň se budovala skupina zaměstnanců pro údržbu v Litvínově ve společnosti UNIPETROL a.s.
V důsledku sloučení společností a neustálého rozvoje se počet zaměstnanců zvýšil na více než 2 000.