1859年、資本金4,000ドルでモーリス・B・クラーク(英語版)と共に製造委託会社を設立。そこで着実に利益を上げていった[18]。食料品の卸売りからはじめ、1863年には当時クリーブランドの工業地域だった「ザ・フラッツ」に建設される製油所に投資した。この製油所を直接所有していたのは Andrews, Clark & Company で、クラークとロックフェラーと化学者サミュエル・アンドリュース(英語版)とクラークの2人の兄弟が創業した会社である。石油産業は揺籃期だった。鯨油が大量に使用するには高価すぎるものとなり、安価な燃料が必要とされていた時代である[19]。
スタンダード・オイルは徐々に水平統合を達成し、それによってアメリカでの石油の精製と販売をほぼ支配下におさめた。灯油市場では、古い流通システムを自前の垂直システムに置き換えた。タンク車で各地に灯油を運び、タンクワゴンで小売りの顧客に提供した。それにより卸売りの既存のネットワークを迂回した[32]。灯油の品質が向上し価格が下がったにもかかわらず(同社が解体されるまでに灯油の小売り価格は80%も低下した)、スタンダード・オイルの商慣行は激しい議論を巻き起こした。競争相手に対するスタンダード・オイルの最も強力な武器は、低価格と顧客によって異なる価格設定、交通機関による秘密の輸送費割引だった[33]。ジャーナリストや政治家が同社の独占的手法を攻撃し、反トラスト運動が盛り上がった。1880年の New York World 紙は同社を「これまで我が国に根付いた、最も残酷で、厚かましく、無慈悲な独占」と評した[34]。批判に対してロックフェラーは「我々のような大規模なビジネスでは…我々の知らないところで行われることもある。我々はそれらを知ったらすぐさま是正する」と応じた[34]。
アメリカ国内に2万の油井、4千マイルのパイプライン、5千台のタンク車、10万人以上の従業員を抱える巨大帝国となった[36]。石油精製の世界シェアは絶頂期に90%に達したが、その後徐々に80%にまで低下していった[37]。トラストを結成し敵がいなくなったにもかかわらず、1880年代のスタンダード・オイルは世界の石油市場を支配する絶頂期から衰退しはじめた。ロックフェラーは世界中の石油精製を支配する夢をあきらめ、後に「我々が実際に石油産業を完全に支配していたら、世論がそれに反発していただろうということに気付いた」と認めている[37]。海外の競合企業設立や海外での油田発見により、スタンダード・オイルの優位が徐々に崩れていった。1880年代初め、ロックフェラーは最も重要な革新を生み出した。すなわち、原油価格を直接操作するのではなく、市場の状況に合わせて石油の保管料を操作することで間接的に制御するようにしたのである。さらにパイプライン内の石油に対して証明書を発行。この証明書は投機家による売買対象となり、事実上の石油先物市場が形成され、石油価格がそこで決定されるようになった。1882年後半、石油先物取引を容易にするため、マンハッタンに National Petroleum Exchange が創設された[38]。
しかし、スタンダード・オイルに対する批判や訴訟は依然として多く、特に1904年のイーダ・ターベルによる『スタンダード・オイルの歴史 The History of the Standard Oil Company』出版後にはその攻撃の声は高まった。その本では、同社のスパイ活動、価格操作、強引なマーケティング戦術、訴訟回避の戦術などを暴露している[49]。ターベルはその反響の大きさに驚いた。彼女の父はサウス・インプルーブメント・カンパニーの件で石油事業から撤退したという経歴を持っていた。
I was early taught to work as well as play,
My life has been one long, happy holiday;
Full of work and full of play-
I dropped the worry on the way-
And God was good to me everyday.
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