1958年初春，余秋里将军因党中央的决定，与李聚奎将军互换岗位，正式担任石油工业部部长。当时，中国石油工业发展面临巨大困难，产量极为有限，难以支撑国家工业化进程。毛主席与中央高层经过反复商议，最终由余秋里接过石油部的重任，希望能改变现状。
石油在新中国建设中的重要性，毛主席和朱德早已反复强调。毛主席曾直接指出，石油是国家发展不可或缺的资源，无论是飞机、坦克还是汽车，石油都是动力的来源。而朱老总则用坦克和大炮的举例，说明没有石油，即便是装备精良的武器也无法发挥作用。基于这样的认识，1955年石油工业部成立，由李聚奎出任部长。尽管他极为勤勉，但由于工业基础薄弱、资源未充分勘查，石油产量长期无法满足需求。
在1958年初，毛主席向周恩来建议，由军队高级将领之一接任石油工业部部长。彭德怀认为，余秋里年纪较轻，具备思想和能力，是最佳人选。周总理对此表示认可，并将意见呈报毛主席。随即，余秋里被安排和毛主席进行一次直接对话。
那是一个早春的下午，余秋里走进毛主席的办公室。简单寒暄后，毛主席直接进入主题，向余秋里提出到石油部担任部长的建议。其实几天前，周总理已在怀仁堂向他透露调任的意向，但余秋里没有思想准备。他坦言自己未涉足石油行业，恐难胜任这一重任，并请中央另做考虑。
毛主席并未立即回答，而是转而关心起他的年龄。听余秋里说“43岁”，毛主席笑着称他是“儿童团”的成员。随后主席语重心长，鼓励余秋里要勇于面对新领域，主动向行家学习，无论几个月甚至几年，终有掌握的时候。他强调，许多军队高级将领也是在战争中不断学习与成长，实践出真知。
谈话间，毛主席还问他是否舍不得脱下军装。余秋里当即否认。毛主席便明确：部长级干部调动属于中央决定，并非转业。还风趣地表示，若真的转业还得发一笔奖金。他说：李聚奎年长，余秋里则精力充沛，中央安排二人对调，是充分考虑的结果。
在毛主席的鼓励下，余秋里终于答应接受调任。他表态，一定遵照主席指示，在实践中努力学习，把工作做扎实。面对毛主席的支持，余秋里离开办公室时，难以预料这次对话会成为中国石油工业发展史上的重要节点。他的人生轨迹自此发生了重大转折。
2月11日，由全国人民代表大会正式任命，余秋里走马上任石油工业部部长。从此，他一心投身石油工业，始终将自己视为“小学生”，虚心请教专家和技术人员，连普通工人也成为他咨询的对象。他时常向地质部长、著名学者李四光请教理论，还积极参与石油行业的大讨论。
在余秋里的治理下，石油勘探进入新阶段。他坚持，石油工业的突破依赖于找到大量储量，“哪里有发现，哪里有突破，哪里条件好，就在哪里集中资源，力争寻找出新油田。”这条思路最终指引中国陆续开发出大庆、胜利等重要油田，实现了基本石油自给。
在推动石油工业的过程中，余秋里也曾遭遇阻力。西北地区石油资源丰富，但当时不少石油工人被动员去参加“炼钢”等运动，主业受到影响。对此，他希望主管甘肃全局工作的冼恒汉出面纠正。作为曾并肩作战的老战友，他本以为能够得到理解。没想到，冼恒汉却支持工人参与炼钢活动，认为应以国家大局为重。
两人在办公室内爆发激烈争执。余秋里当场严厉批评冼恒汉，认为这是一种不负责任的行为，强调石油产量的重要性高于虚假风气，并指责对方混淆轻重。最后余秋里愤然离开，虽然双方都对实际情况感到无奈，但这场争论并未伤及他们的战友情谊。多年后，1982年冼恒汉走访余秋里时，两人仍能坦然交流，余秋里安慰道：“许多老同事都很关心你。”
余秋里在石油事业上一共坚守了七年，期间推动了大庆及胜利等油田的开发，使中国石油实现基本自给。后来他被调回总政治部，任总政治部主任。1999年余秋里于北京逝世。他一生坚守原则，面对身体残疾却心志坚定，始终不忘初心，以全力服务国家和人民。
