越崎被任命为总经理，受命创建玉门油矿。随后，该油矿采购并定制钻井、开采及炼油的设备，开始进行建设。1942年11月，玉门油矿已经完成该年生产汽油180万加仑的目标，为中国的抗日战争提供了巨大的物质力量。孙越崎被誉为“煤油大王”。1942年8月，蒋介石在胡宗南的陪同下，来到玉门油矿视察，听取了孙越崎的介绍。1942年夏，因经营玉门油矿卓有成绩，中国工程师学会授予孙越崎“金质工程奖章”。1938年，孙越崎加入中国国民党。1945年5月，在中国国民党第六次全国代表大会上，孙越崎当选中国国民党候补中央执行委员。