Ngày 8/12/2017, Cơ quan An ninh điều tra, Bộ Công an đã ra quyết định khởi tố bị can về tội: “Cố ý làm trái quy định của Nhà nước về quản lý kinh tế gây hậu quả nghiêm trọng” quy định tại điều 165 bộ luật Hình sự, ra lệnh bắt bị can để tạm giam, lệnh khám xét đối với ông Nguyễn Quốc Khánh.
Vào chiều cùng ngày, trong một phiên họp bất thường, trên cơ sở tờ trình của Viện Kiểm sát Nhân dân Tối cao, Ủy ban Thường vụ Quốc hội đã biểu quyết với tỷ lệ nhất trí cao thông qua nghị quyết về việc khởi tố bị can, bắt tạm giam, khám xét và tạm đình chỉ việc thực hiện nhiệm vụ, quyền hạn của ĐBQH đối với ông Nguyễn Quốc Khánh.
Sau lệnh bắt tạm giam, khởi tố, tối 8/12, bộ Công Thương cho biết đã tạm đình chỉ công tác đối với ông Nguyễn Quốc Khánh trong thời gian chờ kết luận làm rõ của cơ quan có thẩm quyền.
Ông Nguyễn Quốc Khánh sinh ngày 2/9/1960 tại xã Thạch Việt, huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh.
Năm 1982, ông Nguyễn Quốc Khánh tốt nghiệp kỹ sư Địa Vật lý chuyên ngành Thăm dò địa chất Dầu khí của trường Đại học Dầu khí Baku - Liên Xô cũ.
Trong thời gian từ năm 1983 đến năm 1994, ông lần lượt giữ chức vụ cán bộ, Trưởng phòng công ty Xuất nhập khẩu thiết bị kỹ thuật Dầu khí Petechim (thuộc bộ Công Thương). Trong thời gian đó, ông được kết nạp Đảng vào ngày 4/7/1988.
Từ tháng 10/1994 - tháng 6/2001, ông Nguyễn Quốc Khánh đảm nhiệm chức vụ Trưởng phòng Công ty Thương mại Dầu khí (Petechim).
Từ tháng 7/2001 đến tháng 6/2008, ông Khánh lần lượt giữ nhiều vị trí quan trọng tại công ty Thăm dò khai thác Dầu khí (PVEP) và công ty Liên doanh Dầu khí Mê Kông, sau đó về làm Tổng giám đốc Tổng Công ty Dầu Việt Nam (PV Oil).
Tháng 6/2008, ông Nguyễn Quốc Khánh giữ chức Tổng giám đốc Tổng Công ty Dầu Việt Nam (PV Oil) khi đơn vị này được thành lập trên cơ sở hợp nhất của công ty Chế biến và Kinh doanh sản phẩm dầu (PDC) và Petechim.
Thời điểm đó, PV Oil cũng là cổ đông chính thành lập ra các doanh nghiệp đầu tư 3 dự án xăng nhiên liệu sinh học của PVN mà hiện đang không phát huy hiệu quả.
Hơn 1 năm sau, vào tháng 7/2009, ông được điều về làm Phó tổng giám đốc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.
Với ghế nóng Phó TGĐ, ông Nguyễn Quốc Khánh phụ trách mảng sản xuất điện và gắn với hàng loạt các dự án điện do PVN đầu tư, trong đó, nổi bật là các dự án điện lớn như Nhiệt điện Vũng Áng I (1.200 MW), Nhiệt điện Thái Bình 2 (công suất 1.200 MW), nhiệt điện Sông Hậu 1 (1.200 MW) và Dự án nhiệt điện Long Phú 1 (1.200 MW). Trong các dự án này, hiện mới chỉ có Nhiệt điện Vũng Áng 1 đi vào hoạt động.
Ngày 19/11/2014, ông được bổ nhiệm làm Tổng giám đốc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.
Đến tháng 7/2015, ông được giao tạm thời kiêm thực hiện nhiệm vụ Chủ tịch Hội đồng thành viên PVN, thay thế ông Nguyễn Xuân Sơn.
Ngày 12/01/2016, ông Nguyễn Quốc Khánh, Tổng giám đốc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam kiêm thực hiện nhiệm vụ Chủ tịch Hội đồng Thành viên, giữ chức vụ Chủ tịch Hội đồng Thành viên Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.
Đó cũng là thời điểm người tiền nhiệm của ông, ông Nguyễn Xuân Sơn bị thôi chức và bị bắt sau đó do liên quan tới những sai phạm tại Ngân hàng TMCP Đại Dương (OceanBank).
Tháng 6/2016, ông trúng cử Đại biểu Quốc hội Việt Nam khóa XIV tại tỉnh Quảng Nam.
Đến tháng 3/2017 ông Khánh nhận quyết định thôi giữ chức vụ Chủ tịch Hội đồng thành viên Tập đoàn Dầu khí Việt Nam để về nhận nhiệm vụ tại Bộ Công Thương.
Sau đó ông Nguyễn Quốc Khánh được giao phụ trách Văn phòng Ban chỉ đạo Nhà nước các dự án về điện (bộ Công Thương) cho đến ngày bị bắt tạm giam.