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年4月获管理学硕士学位。他与曾任塔里木油田公司总经理，后官至中国石油天然气集团公司总经理的廖永远（2015年3月被中纪委宣布调查）同岁，都属虎，业内将二人并称“东西二虎”，