Kupowanie benzyny ołowiowej w dzisiejszych czasach jest rzadkim zjawiskiem od czasu postępującego zakazu w Stanach Zjednoczonych i innych krajach. Ten rodzaj benzyny był pierwotnie benzyną płynną lub benzyną, jak znana jest w innych częściach świata, zawierająca dodatek pierwiastka chemicznego w postaci czteroetylu ołowiu. Został szeroko przystosowany do użytku w latach 1920. XX wieku, co pomogło w rozwoju silników o wyższym stopniu sprężania i zwiększeniu liczby oktanowej.
Benzyna jest na ogół zużywana jako paliwo energetyczne w silnikach spalinowych, co powoduje, że jej środowisko jest silnie sprężone. Aby zwiększyć liczbę oktanów, dodawany jest węglowodór zmieszany z benzenem lub izooktanem. Są to paliwa zawierające węglowodory, które ostatecznie zostałyby wydalone jako gazy cieplarniane do atmosfery. Dodatki były jednak konieczne, aby zmniejszyć nagromadzenie węgla w silnikach wewnętrznych, poprawić szybkość spalania i ułatwić zapłon silnika w chłodne dni.
Kiedyś przed dodaniem ołowiu benzyna miała tendencję do wstępnego zapłonu lub detonacji, powodując metaliczny dźwięk „pingowania”, sytuację zwaną stukaniem silnika, która uszkadzała silnik. Zmieniła to benzyna zawierająca tetraetyloołów. Nie tylko wytrzymywał wyższe warunki sprężania, ale także smarował wnętrze i zawory silnika, chroniąc gniazda zaworów przed erozją.
Obawy związane z benzyną ołowiową zaczęły się od ekologów i pracowników służby zdrowia. Najwyraźniej benzyna była niekompatybilna z katalizatorami zainstalowanymi w wielu pojazdach drogowych. Konwertery katalityczne to urządzenia służące do zmniejszania poziomu toksyczności emisji samochodowych. Są jednak nieskuteczne w obecności ołowiu z powodu zmiany chemicznej, która wynika z ich interakcji. Agencja Ochrony Środowiska (EPA) szybko wkroczyła, aby uregulować ilość spalin samochodowych, co doprowadziło do ogólnego odrzucenia stosowania benzyny tego typu.
Co więcej, pracownicy służby zdrowia ustalili, że spożycie produktów ołowiowych, w tym benzyny ołowiowej, jest skorelowane z ilością ołowiu w ludzkim krwiobiegu. Może to spowodować zatrucie ołowiem, stan, który powoduje przede wszystkim uszkodzenia neurologiczne, dyskomfort żołądkowo-jelitowy i zaburzenia poznawcze u dzieci.
Zmiany w komponentach benzynowych spowodowały zastąpienie związków ołowiu innymi odpowiednimi zamiennikami. Dodatki obejmują obecnie węglowodory aromatyczne, etery oraz alkohole etanol i metanol. Zamiast właściwości smarnych ołowiu, sklepy samochodowe sprzedają teraz produkty zastępujące ołów, aby osiągnąć ten sam efekt.
Odkąd ustawa o czystym powietrzu została wprowadzona w życie 1 stycznia 1996 r., w Stanach Zjednoczonych zakazano sprzedaży paliwa ołowiowego w pojazdach drogowych, a posiadanie lub używanie podlega wysokim karom grzywny. Inne kraje idą za tym przykładem. Benzyna ołowiowa do innych zastosowań, w tym do samochodów wyścigowych, silników okrętowych i sprzętu rolniczego, będzie zakazana od 2008 roku.