拔为原国家计划委员会副主任，成为副部级官员，时年45岁。
执掌国企.1998年3月，国务院机构改革，原国家计委撤销，陈同海被调任中国石化集团副总经理。2000年2月，又出任中国石化首届董事会董事、副董事长。2003年4月，接替李毅中出任中国石化集团总经理，同时兼任中国石油化工股份有限公司董事长。
下台.在担任中国石化董事长期间，陈同海与越南华裔女商人李薇有染。2007年6月22日，陈同海以“个人原因”突然宣布辞职。当年10月15日，国资委主任李荣融向外界证