第二次转型探索在2004年前后，提出发挥专业优势，依托哈国进口原油、本地原油及周边丰富的煤盐资源，发展石油石化深加工为重点的能源化工产业，进一步延伸产业链，推动城市转型。由于各种条件局限，这次转型没有改变产业单一的弊端，城市整体抗风险能力仍然较弱。尤其是在国际金融危机的冲击下，这一缺陷更加凸显。
此后，“世界石油城”的定位应运而生。
实现这一战略的具体举措，从该市“十二五”规划中可以看出，即建设“油气生产、炼油化工、技术服务、机械制造、石油储备、工程教育”六大基地，进一步做大做强核心产业;突出发展“金融、信息、旅游”三大新兴产业;全力打造“高品质城市、最安全城市”两个平台。
克拉玛依的理想是中国的迪拜?
“迪拜成功的优势，除了制度外，还有其优越的地理位置、对外开放程度以及强大的财力支撑和政治中立。”陈新发对媒体相关提问时曾表示，克拉玛依与迪拜之间不可比，但总体来看，世界石油城是一个国内外石油企业的总部城市，未来我们必须和国际接轨，要积极争取中央和中石油的政策，比如自由贸易区的政策。
对于一个石油产业占80%的经济结构进行调整、转型，显然不是短期内能实现的。但就城市功能而言，克拉玛依也存在着缺腿。
克拉玛依属典型的温带大陆性气候、干燥少雨，生态环境极为脆弱。尽管城市绿化、植被逐年增加，但城外四周百里荒漠。经过三万人四年苦战修葺的人工引水河即克拉玛依河，也存在着水量补给、维护成本高昂的问题。
相当于北京时间19时的晚上，即便是准葛尔路繁华商区的食肆、商场均已关门，看不到业态多样的生活娱乐店铺，路上行人零落。偶有几个全身穿着蓝色或红色工作服的路人，标识着这座城市的特征。
