Вероятность существования месторождения газа в Баренцевом море выявили в 1981 году геофизики с научно-исследовательского судна "Профессор Штокман". Само газоконденсатное месторождение открыто в 1988 году. Его запасы оцениваются в 3,9 трлн кубометров газа по категории С1 (разведанные), конденсата — в 53,3 млн тонн по категориям С1 и С2 (предварительно оцененные). Месторождение находится примерно в 650 км к северо-востоку от Мурманска, в 920 км к северо-востоку от Архангельска и в 290 км к западу от архипелага Новая Земля. Глубина моря в этом районе достигает 340 м, высота волн — 27 м.
Подготовка к разработке месторождения началась в 2000 году. В 2002 году "Газпром" и "Роснефть" создали для его освоения ЗАО "Севморнефтегаз", в 2004 году "Роснефть" продала свою долю партнеру. К сентябрю 2005 года "Газпром" сформировал "короткий список" потенциальных иностранных партнеров, включивший Statoil (Норвегия), Total (Франция), Chevron (США), Hydro (Норвегия) и ConocoPhillips (США). В том же году он отказался от сотрудничества с иностранцами, которые не предложили привлекательных активов для оплаты доли в Штокмане.
В марте 2007 года поиски иностранных партнеров возобновились на новых условиях: им предложили доли в компании-операторе, владеющей инфраструктурой проекта, но не лицензией и газом. В июле 2007 года, после переговоров президента Владимира Путина с Никола Саркози, первым партнером "Газпрома" на Штокмане была выбрана Total. В октябре вторым партнером стала Statoil. В феврале 2008 года был создан оператор Shtokman Development (51% акций у российской компании, 49% — у партнеров). В конце мая 2012 года "Газпром" признал, что состав участников проекта может измениться, а в августе СМИ сообщили, что Statoil проект покидает, а за ним может последовать и Total.