庆工作期间，苏树林的表现受到时任中石油总公司副总经理、兼大庆石油管理局局长马富才的赏识，开始将其作为公司未来接班人重点培养。1997年，苏树林晋升大庆石油管理局常务副局长；1999年1月，升任局长；当年底，又出任中国石油天然气集团副总裁兼新成立的大庆油田有限责任公司董事长兼总经理（至2003年末），进入总部管理层。在管理大庆油田期间，苏树林深知在没有替代产业形成前，石油企业都存在着“油竭企衰”的现实。他上任伊始就宣布大庆油田调低产能、保利润的策略。此时，他还在哈尔滨工程大学管理工程专业进修，并于1999