我单位始建于1959年11月1日，最初在陕西省延安市正式挂牌成立，当时名为“地质部西北石油物探大队”，职工总数459人，建制11个分队。工作方法为地震、电法、重力；主要任务是鄂尔多斯盆地石油普查。1962年5月，改名为地质部第三物探大队。1965年3月，为适应工作需要，经地质部及陕西省人民政府办公厅批准，大队部由延安迁至高陵县通远坊镇。1966年4月开始，工作任务由石油物探转为金属物化探。工区随之由陕西、甘肃、宁夏伸至新疆、青海、河南、湖北、安徽等地。工作方法以磁法、重力、电法化探、测井、钻探、地质等为主。自1970年代后期，开始在全国重点成矿区带上开展综合物化探调查工作，并承担相应的试验、研究任务。队伍归属几经变动，几次更名，曾使用过“陕西省地质局第二物探队”、“国家地质总局第二综合物探大队”；1982年12月，定名为“地质矿产部第二综合物探大队”；1999年7月，地勘单位实行属地化管理后，归属陕西省人民政府，更名为现在的“陕西省地质矿产勘查开发局第二综合物探大队”。1983年6月，地矿部将“地质矿产部区域重力调查方法技术中心”建在本队，承担区域重力调查方法技术的研究、总结、交流、技术指导、咨询服务等工作。1986年5月，地矿部将“地质矿产部深部地球物理调查指挥部”设在本队。1986年12月，经地矿部及陕西省西安市人民政府批准，大队部机关及所属部分机构由陕西省高陵县搬迁进入西安市。1988年1月，经地矿部批准的“地质矿产部西安物化探工程勘察院”在本队成立。1998年，应市场需要，队出资组建了西安中勘工程有限公司（在西安市工商局注册），实行一套人马，两块牌子的运作模式。2003年7月1日起，作为陕西省地矿局事企分离改革试点单位，大队全面推行内部事、企职能分离改革的运作方式。2015年1月8日更名为陕西地矿第二综合物探大队，成为企业单位。2017年12月13日，完成公司制改制，更名为陕西地矿第二综合物探大队有限公司。