Inin Segment djelatnosti Istraživanja i proizvodnje, bavi se istraživanjem, razradom i proizvodnjom nafte i prirodnog plina u Hrvatskoj i u inozemstvu. Osnovan je 1952. i od tada Hrvatska bilježi sve snažnije aktivnosti istraživanja i proizvodnje. Inin Segment djelatnosti Istraživanja i proizvodnje je ubrzo nakon osnivanja započeo s radom u inozemstvu, tako da je do sada radio u 20 stranih zemalja, a trenutačno obavlja poslove u Angoli, Egiptu, Siriji, Namibiji i Iranu.

INA, d.d. nastavlja s intenzivnim aktivnostima istraživanja i proizvodnje nafte i plina u Panonskom bazenu i na Jadranu. Otkriće plina na mađarskoj strani na polju Zalata, za koje su partneri INA i MOL potpisali ugovor o podjeli proizvodnje, dalo je novi poticaj za nastavak istraživačkih radova u Panonskom bazenu. Istraživačka bušotina Dravica-1 na hrvatskoj strani potvrdila je potencijalne zalihe ugljikovodika. Očekuju se daljnja ispitivanja da bi se utvrdile stvarne zalihe. Suradnja INA, d.d. i MOL-a nastavlja se i na projektu Novi Gradac-Potony gdje su obavljena opsežna seizmička mjerenja.

Istraživačke aktivnosti nastavljaju se u sjevernom Jadranu zajedno s partnerom u zajedničkom ulaganju, grupom ENI iz Italije. Krajem 2008. otkrivena su dva nova nalazišta plina: bušotinom IKA-SW-1 otkriven je niz tankih slojeva plina koje dosadašnjim tehnologijama nije bilo moguće istražiti niti privesti proizvodnji; drugo otkriće, polje Božica-1 otkriveno je bušotinom Božica-1 i predstavlja novo satelitsko polje na plinskom polju Ivana. Daljnjim razradnim radovima utvrdit će se pridobive zalihe plina. Tijekom 2008. završene su razradne bušotine na manjim plinskim poljima Ana, Vesna i Irina s kojih bi proizvodnja trebala početi u 2009.

INA, d.d. je završila treću i posljednju istraživačku fazu na bloku Hayan u Siriji, najuspješnijoj inozemnoj koncesiji u povijesti kompanije. Šesto komercijalno otkriće na bušotini Mazrur-1ST prijavljeno je Sirijskom ministarstvu u travnju 2008. Zasad, proizvodnja nafte odvija se na poljima Jihar i Jazal. Međutim, zbog ograničenog kapaciteta objekta za skupljanje i separaciju nafte i plina, proizvodnja s tih polja je ograničena. Nakon završetka druge faze projekta krajem 2009., kada bude pušten u rad novi objekt za skupljanje i separaciju nafte i plina većeg kapaciteta, povećat će se proizvodnja nafte s polja Jihar i Jazal, ali će se omogućiti i proizvodnja iz ležišta plina otkrivenih na poljima Jihar, Jazal i Al Mahr. Zasad, plin se proizvodi na poljima Palmyra i Mustadira koja su novim plinovodom spojena na sirijsku plinsku stanicu Arak. Proizvodnja plina će se povećati kada bude dovršena 3. faza projekta Hayan koja uključuje izgradnju postrojenja za obradu plina i jedinicu za proizvodnju ukapljenog plina. Ugovor za izgradnju tog postrojenja potpisan je u 2008., a planiran dovršetak očekuje se 2011. Kontinuirana proizvodnja nafte odvija se na koncesijama u Angoli i Egiptu. Kapitalna ulaganja u Segmentu djelatnosti istraživanja i proizvodnje nafte i plina dosegla su 2,552 milijuna kuna i 993 milijuna kuna su viša u odnosu na prošlu godinu. Ulaganja su uglavnom usmjerena na financiranje projekata u sjevernom Jadranu i Siriji.