OLEOTEK a été fondé le 28 novembre 2002 en tant que corporation sans but lucratif ayant pour mandat de gérer les activités du Centre collégial de transfert de technologie en oléochimie industrielle du Cégep de Thetford. OLEOTEK bénéficie du support financier du ministère du Développement économique, de l'Innovation et de l'Exportation (MDEIE) et du ministère de l'Éducation, du Loisir et du Sport (MELS).

La création du centre fait suite aux efforts régionaux de diversification économique dans le domaine en émergence de l'oléochimie industrielle. Cette orientation du comité de diversification a mené à la création de la Technopole en oléochimie industrielle regroupant des intervenants du secteur privé et public afin de lancer ce nouveau pôle d'activité dans la région. La création du centre fut donc un effort régional concerté sous le leadership de Jean-Guy Grenier, président de Prolab Technologies, André Thivierge, directeur général du Collège de la Région de l'Amiante et de Claude Gagnon, président du comité de diversification économique.

Les activités du centre ont débutées en février 2003, sous la direction de Benoit Pelletier, directeur général, et de David Berthiaume, directeur scientifique. Dès le début des activités, OLEOTEK a focalisé ses efforts à construire son expertise par la réalisation de projets concrets, notamment un projet de développement de produit lubrifiants ainsi qu'un projet de recherche et développement sur le concept des huiles isolantes électriques à base d'huile végétale. Durant cette période, OLEOTEK a pu compter sur les laboratoires du Centre de minéralogie et de plasturgie (CTMP) ainsi que des laboratoires d'enseignement du Collège pour réaliser ses premiers travaux.

Au printemps 2004, OLEOTEK, qui a des besoins grandissants en termes d'occupation de laboratoires et de bureaux, quitte l'enceinte du Cégep et déménage dans des locaux temporaires plus spacieux grâce à l'aide de la Ville de Thetford Mines et de son maire, Normand Laliberté. Disposant maintenant d'un espace adéquat, OLEOTEK a pu se doter d'un bon nombre d'équipements pour la réalisation de ses travaux.

En février 2005, OLEOTEK compte 7 employés. Au cours de l'année, OLEOTEK a su consolider son expertise scientifique ainsi que ses infrastructures à travers un grand nombre de projets de recherche indépendants, de projets de recherche en partenariat avec des entreprises clientes, de projet d'aide technique ainsi que de services de consultation.

En juillet 2006, Benoit Pelletier quitte la direction d'OLEOTEK afin de se consacrer plus spécifiquement au développement économique régional autours de l'oléochimie. David Berthiaume fût nommé pour assumer la direction générale du centre depuis. L'a remplacé dans ses fonctions de directeur scientifique Alain Tremblay. Au mois de septembre suivant, la Techopole de la région de Thetford est fondée en tant qu'organisme indépendant et Jean Laflamme en prend la direction.

En juin 2007, grâce une fois de plus à l'aide de la Ville de Thetford Mines et de son maire, Luc Berthold, OLEOTEK s'installe dans ses nouveaux locaux de la rue Mooney Ouest, locaux mieux adaptés pour l'accomplissement de sa mission. OLEOTEK peut continuer à soutenir son expansion par l'augmentation des surfaces de laboratoires de haute qualité, des bureaux et du début de la mise en place de son installation pilote. En août 2007, un nouveau directeur au développement des affaires se joint à l'équipe : Cyril Devauchelle.

L'année 2008 est marquée par la concrétisation de la mise en place de la nouvelle usine pilote anti-déflagration. Les premiers mois de l'année 2009 marquent la mise en route opérationnelle de l'usine pilote. Par ailleurs, le nombre toujours croissant des projets de recherche a permis la croissance de l'équipe d'OLEOTEK forte désormais de 11 professionnels. La forte croissance d'OLEOTEK cette année a permis d'atteindre pour la première fois le million de chiffre d'affaires.