围绕“顶天立地、国际一流”的发展目标和“以我为主、为我所需、有所作为”的方针，大力实施“走向国际”战略。先后与40多个国家和国际组织建立了合作关系，在油料育种与种质资源、基因组测序与资源交换、有害生物防控、生物毒素检测与防控、油料加工利用、油脂代谢工程等领域开展了合作研究。
　　其中，与拜耳、加拿大国家植物生物技术研究所、英国洛桑研究所、德国联邦油脂研究所、国际半干旱研究所、国际植物营养研究所等国际伙伴的形成了战略合作关系，建成中英芸薹属遗传改良联合实验室、中德油脂质量安全联合实验室、花生黄曲霉防控国际联合实验室、脂质化学与营养国际联合实验室等国际合作平台。
　　国家依托油料所建设了“油料品质改良与质量安全国际科技合作基地”“国家粮油品质检测引智示范基地”，被国家外专局授予“国家引进国外智力先进单位”荣誉称号，引进的丹麦专家Hilmer教授获得中国政府友谊奖。
　　累计承担各类国际合作项目100余项，促进了研究所学科领域的拓展，尤其对于油菜双低育种、质量安全技术、分子生物学及基因组学等研究的进步，国际合作功不可没。先后获各种国际合作项目经费资助6000万元以上，曾经一度占科研经费总额的三分之一，对推动研究所的综合发展起了重要作用。
　　主办国际学术会议和合作项目研讨会共计50余次。其中包括优质油菜育种国际合作会议、国际花生青枯病与病毒病学术研讨会、国际芝麻资源与核心种质研讨会、第十二届国际油菜大会、第五届国际植物青枯病大会、国际油料质量安全研讨会等，国际学术影响不断增强。
　　通过国际合作，在若干研究领域起到了国际引领作用，为促进我国油料科技进步、提高油料产业竞争力、保障油料产品供给安全、食品安全和贸易安全起到了重要作用。其中在油料基因组测序、油菜抗菌核病基因、油菜高含油量相关基因、油菜杂交品种选育、黄曲霉毒素高灵敏现场检测技术及产品、花生青枯病抗性改良与防治技术、生物柴油转化技术等具有广泛的国际影响，油菜高油和抗菌核病改良基因和技术、油菜杂交种子、生物柴油制备技术已成功实现跨国转化。