Al-Falih studerte maskinbygg ved Texas A&M University og tok i 1982 ved King Fahd University of Petroleum and Minerals graden Master of Business Administration. Fra 1979 arbeidet han for det saudiarabiske oljeselskapet Saudi Aramco og gjorde rask karriere. I juli 1999 ble han president for Petron Corporation, en Joint Venture med Saudi Aramco og Philippine National Oil Company. Allerede i september 2000 var han tilbake i Saudi Aramco og ble i 2001 stedfortredende formann for avdelingen . I oktober 2004 ble Al-Falih medlem av styret for Saudi Aramco og formann for South Rub' al-Khali, en Joint Venture med Shell, Total og Saudi Aramco. I 2007 ble han .