La escasez de recursos de agua dulce en muchas regiones del mundo ha contribuido a la aparición de diversas tecnologías para tratar y recuperar aguas residuales para su reutilización en la industria, la agricultura y los hogares. El tratamiento profundo de aguas residuales de aceites y productos petroleros es una de las tareas difíciles que deben resolverse. Entre las tecnologías conocidas, las membranas de UF han encontrado una amplia aplicación industrial con alta eficiencia en la eliminación de varios contaminantes de las aguas residuales. Se demuestra que la búsqueda y el desarrollo de membranas de UF altamente eficientes, duraderas y resistentes a la contaminación por aceite para el tratamiento de aguas residuales oleosas es una tarea de investigación urgente. Los parámetros clave para mejorar el rendimiento de las membranas de UF son el aumento de la humectabilidad (hidrofílicidad) y el comportamiento antifouling de las membranas. En esta revisión, destacamos el uso de membranas de ultrafiltración (UF) principalmente para tratar aguas residuales oleosas. Se estudiaron varios métodos de alteraciones poliméricas de la membrana de UF para mejorar la hidrofílicidad, la capacidad de antifouling de la membrana y el rechazo de aceite, incluyendo la mezcla de polímeros, la modificación de la superficie de la membrana y la matriz de membrana mixta. Se investigó la influencia del tipo y la composición de los aditivos hidrofílicos de nanopartículas (por ejemplo, nanotubos de carbono de múltiples paredes (MWCNT), óxido de grafeno (GO), óxido de zinc (ZnO) y dióxido de titanio (TiO), etc.). La revisión también proporciona una visión sobre el porcentaje de eficiencia de eliminación.