Polisen sa att tankfartyget, som transporterar bränsle till Natostyrkorna i Afghanistan, träffades av en bomb i närheten av staden Landi Kotal i Khyberregionen.
Folk samlades för att hämta ut spillt bränsle när en annan brand bröt ut, sade en högre polistjänsteman.
Minst 14 andra tankfartyg från Nato skadades i en separat attack i närheten, vid gränsen till Torkham.
Regionen är en avgörande transportväg för leveranser till Natostyrkorna i Afghanistan, men konvojerna attackeras ofta av militanter och brottslingar.
Shafeerullah Wazir sa att tankfartyget träffades av en liten bomb tidigt på morgonen.
"Oiltankern fick eld efter en explosion orsakad av en liten bomb före gryningen," AFP nyhetsbyrån citerade honom som säger.
"Villagers från närliggande hus rusade och började samla olja som kom ut från den förstörda tankbilen efter branden hade släckts.
"Plötsligt brasan bröt ut igen och minst 15 personer inklusive fem unga pojkar som hade samlat olja i sina hinkar brändes till döds."
Det fanns inga skador vid den separata attacken på Torkham.
Ingen grupp har tagit på sig ansvaret för attackerna, men det har skett en ökning av talibanernas verksamhet sedan al-Qaida-ledaren Osama Bin Ladin dödades i den pakistanska staden Abbottabad den 2 maj.
I den dödligaste händelsen dödades mer än 80 personer av en dubbel självmordsbombning mot polisrekryter i nordväst.
I fredags dödades en person och 10 skadades när talibanerna attackerade en amerikansk konsulatkonvoj i Peshawar - den första attacken mot USA:s intressen sedan USA:s kommandosoldater dödade bin Ladin.
De pakistanska talibanerna sa att bombningen skulle hämnas hans död.
En oljetanker från Nato har exploderat i nordvästra Pakistan och dödat minst 15 personer, säger tjänstemän.