Nhà máy dự kiến đặt tại đảo và thôn Mỹ Giang, xã Ninh Phước, huyện Ninh Hòa, tỉnh Khánh Hòa, với diện tích 300 ha mặt đất và 300 ha mặt biển. Công suất thiết kế của tổ hợp Nam Vân Phong đạt 200.000 thùng mỗi ngày, tương đương 10 triệu tấn mỗi năm. Các sản phẩm chính gồm xăng (RON 92, 95, 98), dầu hỏa, diesel, lưu huỳnh, polypropylene, benzen...
Chiều 18/12, tại cuộc họp với các bộ, ngành hữu quan, Phó thủ tướng Hoàng Trung Hải đã đồng ý về chủ trương bổ sung dự án Tổ hợp lọc hóa dầu Nam Vân Phong vào quy hoạch phát triển ngành dầu khí. Phó thủ tướng giao Petrolimex chuẩn bị các bước lập dự án đầu tư, báo cáo khả thi, trong đó đánh giá tác động môi trường, công nghệ, cơ cấu vốn và lựa chọn đối tác, đặc biệt là đối tác cung cấp dầu thô.
Việt Nam hiện có 7 dự án, nhà máy lọc hóa dầu với tổng công suất 60-70 triệu tấn năm, nhưng hiện chỉ có Nhà máy lọc dầu Dung Quất sắp đi vào sản xuất. Theo Phó thủ tướng Hoàng Trung Hải, việc nghiên cứu, triển khai dự án lọc hóa dầu Nam Vân Phong là cần thiết. Tuy nhiên, Nam Vân Phong không nằm trong dự án quan trọng quốc gia và vốn Nhà nước sẽ ở mức dưới 30%. Ngân sách Nhà nước không hỗ trợ, không ưu đãi trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng phục vụ trực tiếp cho nhà máy.
Dự án này cũng đã được Bộ Công Thương cùng các Bộ ngành hữu quan tiến hành thẩm định Báo cáo đầu tư với đa số các ý kiến thống nhất về chủ trương triển khai.
