1982년 12월 공포된 「한국가스공사법」에 의하여 1983년 8월에 설립되었다. 우리나라는 1970년대 두 차례에 걸친 석유파동을 계기로 에너지의 장기안정적 공급과 무연탄 수급사정의 악화 등 국내 에너지자원의 한계점 등으로 에너지원의 다원화가 주요 정책과제로 대두함에 따라 정부에서는 대체에너지로서 액화천연가스(LNG)의 도입정책을 추진, 국민생활의 편익을 증진하고 공공복리향상에 기여하기 위하여 이 공사를 설립하였다.
1986년 10월에 국내최초액화천연가스를 도입하여 공급하였고, 1990년에는 전국에 천연가스공급사업 기본계획을 확정하여 1993년에는 중부권, 1995년에는 영남권·호남권, 1996년에는 부산지역에 천연가스를 공급개시하였다. 1997년 10월에는 정부투자기관에서 출자회사로 전환하였다.
주요 업무는 천연가스 제조·공급과 그 부산물의 정제·판매, LNG 인수기지 및 공급망의 건설·운영, 천연가스 및 액화석유가스(LPG)의 개발 및 수출입, 관련사업에 대한 연구 기술개발 및 부대사업, 기타 국가 또는 지방자치단체의 위탁받은 사업 등의 수행이다.
1986년 10월 말, 인도네시아 아룬기지로부터 국내 최초로 도입이 시작된 LNG는 메탄(CH4)을 주성분으로 하는 천연가스를 -162℃로 냉각하여 부피를 600분의 1로 압축시킨 무색투명한 초저온액체로서 이와 같이 액화된 천연가스는 특수선박(LNG船)에 의하여 수송되어 인수기지 저장탱크에 저장시켰다가 기화설비로 재기화시킨 다음 지하배관을 통하여 도시가스용 및 발전용 연료로서 공급되며, 전세계에 광범위하게 부존되어 있고 그 매장량이 풍부하여 석유대체에너지로서 중요한 기능을 담당하게 된다.
또한, 천연가스는 공기보다 가벼워 사용시 누출되어도 쉽게 날아가버려 화재 등의 사고위험성이 다른 가스에 비하여 매우 적고, 분진·유황 등의 공해물질이 전혀 섞이지 않은 깨끗한 무공해연료이기 때문에 쾌적한 생활환경을 조성하는 데 일익을 담당하게 될 뿐 아니라, 사용하기에 편리하여 국민생활의 편익증진에도 기여하게 된다.
LNG를 인도네시아로부터 인수하기 위한 LNG인수기지는 평택군 아산만 서측 해안의 약 50만㎡ 부지 위에 위치하고 있으며, 그 주요 설비로는 10만㎘용량의 LNG저장탱크 4기와 기화설비(氣化設備)·하역설비(荷役設備)·방액제(防液堤) 및 부대설비가 있다.
또한, 평택인수기지에서 인천화력발전소까지 총연장 98㎞의 주배관(主配管)은 그 부대설비로서 정압설비 1개 소, 개폐설비 7개 소를 갖추고 있으며, 서울·인천·부천·광명·수원·안양·성남·의정부·과천 등 수도권지역에 천연가스를 공급하기 위한 총연장 109㎞의 도시가스공급망은 그 부대설비로서 정압설비 7개 소, 가스개량설비 12개 소, 개폐설비 19개 소, 그리고 모든 설비를 자동제어하는 중앙통제소를 갖추고 있다.
이와 같은 국내 초유의 LNG사업에는 총 5,500여억 원의 사업비가 소요된다. 한국가스공사는 1983년 8월 인도네시아 국영석유공사인 페르타미나사와 1986년부터 2006년까지 20년 동안 매년 200만t의 LPG를 들여오기로 장기도입계약을 체결하였으며, 1986년 10월 5만 7,000t의 LNG를 실은 골라 스피리트호가 인도네시아 아룬기지로부터 평택인수기지에 처녀 입항함으로써 우리 나라는 세계에서 일곱번째로 선진국형 연료인 LNG를 사용하는 나라가 되었으며 역사적인 천연가스시대의 막을 열었다.
1987년 1월부터 수도권 지역에 천연가스가 공급되기 시작하여 1998년 10월에는 서울을 비롯하여 5대 광역시에 공급이 완료되었으며, 2000년대 진입해서는 지방 중소 도시 다수가 천연가스를 공급받게 되었다.
정부의 공기업 지방이전 계획에 따라 한국가스공사의 본사가 2014년 9월 대구 신서혁신도시(대구광역시 동구 첨단로 120)로 이전을 완료하였으며 같은 해 10월 1일부로 업무를 개시하였다. 현재 조직은 6본부 1원 24처(실·단) 13사업소(기지본부·지역본부)로 구성되어 있다. 본사는 대구광역시 동구 첨단로 120(신서동 1141)에 있다.