Petrolimex Hà Nội có hệ thống bán lẻ trực tiếp trên 111 cửa hàng bán lẻ xăng dầu (CHXD), được phân bố trên địa bàn 3 tỉnh/thành phố Hà Nội, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc, với cơ sở vật chất khang trang, máy móc thiết bị hiện đại, tự động hóa đo bồn bể, tự động hóa thu nhận tín hiệu cột bơm, đội ngũ nhân viên được đào tạo bài bản, chuyên nghiệp, thái độ phục vụ văn minh theo Quy trình bán hàng 5 bước.
Hệ thống CHXD trực thuộc Công ty hiện đang kinh doanh các sản phẩm năng lượng sạch, chất lượng cao cấp như: E5 RON 92-II, Xăng RON 95-V, Xăng RON 95-III, DO 0,001S-V, Diezen 0,05S-II, Dầu hỏa. Bên cạnh mặt hàng xăng dầu, tại cửa hàng xăng dầu trực thuộc Công ty còn có các hàng hóa, dịch vụ khác như dầu mỡ nhờn, gas, bảo hiểm, ... do các đơn vị thànhviên Petrolimex sản xuất, cung cấp.
Thực hiện chủ trương của Chính phủ về đẩy mạnh các giải pháp thanh toán không dùng tiền mặt cũng như chuyển đổi số trong hoạt động sản xuất, kinh doanh, Petrolimex đã triển khai Dự án Thanh toán không dùng tiền mặt trên nền tảng công nghệ mới, cung cấp thêm nhiều trải nghiệm và các dịch vụ gia tăng cho khách hàng. Hệ thống CHXD của Petrolimex chấp nhận tất cả các hình thức thanh toán hiện đại gồm: (1) Thẻ quốc tế (Visa, Master); (2) Thẻ nội địa thuộc hệ thống Napas và thẻ đồng thương hiệu Petrolimex-HDBank; (3) Các ví điện tử xác thực qua QR code trong liên minh VNPay (4) Thanh toán chuyển khoản qua Mobile Banking sử dụng QRCode tĩnh tại CHXD.