Сотрудничество в сфере энергетики является одним из наиболее перспективных направлений в отношениях между РФ и США.
В апреле 2002 года состоялось первое заседание российско-американской рабочей группы по энергетическому сотрудничеству, принявшей совместный план действий. В мае и ноябре 2002 года в ходе саммитов были приняты два совместных заявления президентов РФ и США в поддержку энергетического диалога, закрепивших основные направления взаимодействия сторон в этой сфере. Помимо этого, были созданы две рабочие группы по сотрудничеству в атомной энергетике.
В октябре 2002 года в Хьюстоне состоялся Первый российско-американский деловой энергетический саммит, в ходе которого обсуждалась реальная возможность увеличения в течение 5-7 лет доли РФ на рынке нефти США до 10%. В сентябре 2003 года в Санкт-Петербурге на Втором энергетическом саммите был достигнут ряд договоренностей, наиболее существенным из которых явилось соглашение о предоставлении кредита ОАО "ЛУКойл" в размере $225 миллионов на строительство нефтеналивного комплекса в порту Высоцк (Ленинградская область) под гарантии ОПИК (инвестиционное агентство при правительстве США).
В ходе работы российско-американского саммита в феврале 2005 года президентами двух стран - Владимиром Путиным и Джорджем Бушем - было объявлено, что РФ и США приветствуют расширение взаимных инвестиций в энергетический сектор и что реализация конкретных проектов в нем начнется не позднее 2008 года. Помимо этого, Владимир Путин уточнил, что значительные поставки сжиженного газа из России на рынок США могут начаться уже в 2011-2012 годах.
Из российских компаний активностью на американском рынке отличается ОАО "ЛУКойл". Оно располагает на территории США разветвленной сетью автозаправочных станций общим количеством 2100 тысяч, поставки продукции на которые осуществляет компания "Би-Пи" ("BP", "British Petroleum"). АЗС, с помощью которых российская компания реализует на американском рынке порядка 8 миллионов тонн нефтепродуктов в год, были приобретены ОАО "ЛУКойл" у компаний "КонокоФиллипс" ("ConocoPhillips") и "Гетти Петролеум Маркетинг" ("Getty Petroleum Marketing"). До конца 2005 года предполагается провести смену брэнда на 200 АЗС. Вся программа ребрэндинга рассчитана на три года.
В сентябре 2005 года ОАО "Газпром" через свою дочернюю компанию "Газпром Маркетинг & Трейдинг" ("Gazprom Marketing & Trading") начало поставки сжиженного природного газа на американский рынок. Поскольку проекты по производству такой продукции в РФ находятся в начальной стадии, российской компанией газ был приобретен у британской "Бритиш Гэс Груп" ("British Gas Group"), а затем перепродан американской "Шелл Вестерн БВ" ("Shell Western BV"). Вместе с тем, ОАО "Газпром" намерено уже в 2009 году продавать США порядка 5 миллиардов кубометров произведенного уже в России сжиженного газа.
Из компаний с участием американского капитала на российском рынке динамично работает "Би-Пи". Последняя наравне с ОАО "НК "Роснефть" участвует в проектах по добыче нефти и газа в рамках проектов "Сахалин-4", "Сахалин-5". Другой крупный проект с привлечением российских активов "Би-Пи" - создание в сентябре 2003 года компании "ТНК-BP", вошедшей в тройку крупнейших российских нефтяных компаний.