Pertama kali bernama Dinas Pertambangan dan Sumber Daya Mineral Provinsi Kalimantan Timur, dibentuk berdasarkan Keputusan Gubernur Kalimantan Timur No. 03 Tahun 2001 tentang Pembentukan, Susunan Organisasi dan Tata Kerja Dinas – Dinas Provinsi Kalimantan Timur, ditetapkan tanggal 24 April 2001, pembentukan ini merupakan penggabungan Dinas Pertambangan Tingkat I Kalimantan Timur dengan Kantor Wilayah Departemen Pertambangan dan Energi Provinsi Kalimantan Timur, selanjutnya diperkuat lagi dengan terbitnya Surat Keputusan Gubernur Kalimantan Timur Nomor 08 Tahun 2004 tentang Pembentukan, Susunan Organisasi dan Tata Kerja Dinas – Dinas Provinsi Kalimantan Timur.
Hadirnya Peraturan Pemerintah Nomor 41 Tahun 2007 tentang Organisasi Perangkat Daerah yang ditindaklanjuti oleh Pemerintah Provinsi Kalimantan Timur dengan menerbitkan Peraturan Daerah Provinsi Kalimantan Timur Nomor 08 Tahun 2008 tentang Organisasi dan Tata Kerja Dinas Daerah Provinsi Kalimantan Timur ditetapkan pada tanggal 23 Juli 2008 yang menyebabkan perubahan nama Dinas Pertambangan dan Sumber Daya Mineral Provinsi Kalimantan Timur berubah manjadi Dinas Pertambangan dan Energi Provinsi Kalimantan Timur.
Pada tahun 2016 Pemerintah kembali menerbitkan Peraturan Pemerintah Nomor 18 Tahun 2016 tentang Pemerintah Daerah yang mencabut peraturan sebelumnya, disusul dengan hadirnya Peraturan Daerah Provinsi Kalimantan Timur Nomor 9 Tahun 2016 tentang Pembentukan dan Susunan Perangkat Daerah Provinsi Kalimantan Timur yang ditetapkan tanggal 22 Nopember 2016 bersamaan dengan itu lahirlah Peraturan Gubernur Kalimantan Timur Nomor 68 Tahun 2016 tentang Susunan Organisasi, Tugas, Fungsi dan Tata Kerja Dinas Energi dan Sumber Daya Mineral Provinsi Kalimantan Timur, sehingga secara resmi nama dinas kembali berubah dari Dinas Pertambangan dan Energi Provinsi Kalimantan Timur menjadi Dinas Energi dan Sumber Daya Mineral Provinsi Kalimantan Timur terhitung sejak tanggal 21 Desember 2016 hingga sekarang.