Хоккей в Нижнекамске зародился 23 октября 1968 года. Именно тогда при Нижнекамском нефтехимическом комбинате была организована хоккейная команда «Нефтехимик». Первым (играющим) тренером стал Борис Геннадьевич Павлов. Дебютировала команда в сезоне 1968-69 гг. в чемпионате Татарской АССР.

С 1971 по 1979 годы команда постоянно находилась в призёрах первенства Татарской АССР.
В сезоне 1984-85 гг. впервые «Нефтехимик» принял участие в турнире за выход в класс «А», проходившем в Архангельске. Среди шести команд, принимавших участие в переходном турнире, «Нефтехимик» занял четвёртое место. В следующем сезоне была предпринята вторая попытка войти в класс «А», в результате нижнекамцы заняли третье место.

В 1989 году «Нефтехимик» завоевал заветную путёвку в класс «А».

В 1991 году «Нефтехимик» на базе хоккейной команды был создан хоккейно-спортивный клуб «Нефтехимик».

В сезоне 1990-91 гг. команда выступала в восточной зоне второй лиги первенства СССР. Через год — в высшей лиге Первенства России, зона «Поволжье», где «Нефтехимик», войдя в пятерку сильнейших в своей зоне, проходит во второй этап. А уже в следующем сезоне 1993-94 гг. «Нефтехимик» становится обладателем малых серебряных медалей Открытого первенства России.

В сезоне 1995 — 96 гг. состоялся дебют команды в чемпионате МХЛ, где «Нефтехимик» занял 23е место из 24х команд, но в силу закрытия проекта МХЛ, были исключены несколько команд из стран СНГ, что позволило нижнекамцам сохранить прописку в элитном дивизионе.

В сезоне 2000—2001 «Нефтехимик» занимает 6 место, по итогам плей-офф. По итогам регулярного чемпионата нижнекамцы заняли 3 место, с тех пор этот сезон так и остается лучшим за всю историю ХК «Нефтехимик»

Наиболее известные игроки, выступавшие за ХК «Нефтехимик»: Алексей Ивашкин, Алексей Калюжный, Олег Антоненко, Анатолий Степанищев, Рафик Якубов, Ринат Касьянов, Михаил Грабовский, Дмитрий Балмин, Сергей Звягин, Ильдар Мухометов, Александр Юдин и многие другие. Наиболее известные воспитанники ХК «Нефтехимик» это Евгений Муратов, Денис Франскевич, Алексей Угаров, Максим Пестушко, Павел Валентенко, Наиль Якупов и Ильшат Билалов.

Статистика выступлений
В КХЛ:
2008/2009 - 15-е место
2009/2010 - 6-е место
2010/2011 - 15-е место
2011/2012 - 18-е место
2012/2013 - 14-е место
2013/2014 - 25-е место
2014/2015 - 22-е место