Pada tahun 2009, ia dipercaya untuk menjabat Direktur Utama Pertamina, menggantikan Ari Hernanto Soemarno. Karen menjadi wanita pertama yang menduduki jabatan nomor satu di perusahaan tersebut.
Karen Agustiawan menjabat sebagai Direktur Utama Pertamina selama lima tahun, dari tahun 2009 hingga 2014. Selama masa jabatannya, ia menjadi Direktur Utama Pertamina yang menjabat paling lama.
Editor : Asep Juhariyono