ООО «Газпром добыча шельф» создано в октябре 2008 года, как компания, специализирующаяся на освоении шельфовых месторождений. 100% уставного капитала ООО «Газпром добыча шельф» принадлежит ОАО «Газпром». Первым проектом компании является Штокмановское газоконденсатное месторождение, расположенное в центральной части шельфа российского сектора Баренцева моря в 650 км к северо-востоку от порта Мурманск и в 290 км западнее архипелага Новая Земля. Месторождение открыто в 1988 году и является одним из крупнейших на континентальном шельфе Мирового океана.
ООО «Газпром добыча шельф» является заказчиком по обустройству Штокмановского ГКМ и строительства портового транспортно-технологического комплекса, включая завод по сжижению природного газа на берегу Баренцева моря (посёлок Териберка, Мурманская область, 2-я, 3-я фазы). Строительство объектов первой фазы освоения Штокмановского месторождения осуществляет «Shtokman Development AG». Наряду со Штокмановским месторождением ООО «Газпром добыча шельф» выступает как оператор Киринского газоконденсатного месторождения в рамках проекта Сахалин-3. В сентябре 2009 года Обществом открыт филиал в Южно-Сахалинске.