涂层保护法是将完整的且不亲水、不吸收水分的有机涂层涂覆在被保护的钢制储油罐罐壁表面，物理隔离了罐壁和腐蚀环境，阻止了储罐腐蚀的发生。由于原油储罐沉积污水的成分比较复杂，腐蚀性较强，温度一般为55℃左右，因此在这种腐蚀环境下要求涂层具有多项功能，如耐酸、耐碱、耐盐、耐硫化氢以及其他有机介质的腐蚀，此外，还要耐清洗时150℃的蒸汽。目前，针对这一环境使用的涂层有金属涂层和非金属涂层。金属涂层一般为热喷涂锌、铝或锌铝合金，沈阳火车罐出售，目前应用较少;非金属涂层一般为耐盐耐酸的环氧漆、环氧煤沥青等。通常在原油储罐的罐底和离罐底约1．5m左右的罐壁涂装绝缘型防腐涂料，涂层厚度不小于350μm，可选用的涂层体系有:无机富锌涂料两道+环氧煤沥青涂料两道;无机富锌涂料两道+环氧云母一道+环氧面漆两道;无机富锌涂料一道+环氧底漆一道+环氧云母一道+环氧面漆两道;聚氨酯云铁底漆两道+聚氨酯热面漆两道;环氧底漆两道+聚氨酯热面漆两道;聚氨酯底漆两道+聚氨酯中间漆一道+聚氨酯两道;环氧玻璃鳞片厚浆涂料做底漆+环氧绝缘防腐面漆两道。

对于罐内底板的腐蚀环境，涂料体系的设计首先须考虑底漆的附着力、防锈性及其与中间漆或面漆的结合性等，然后考虑中间漆(有的不用中间漆)的耐渗透性、与底漆和面漆的黏结性，最后要考虑面漆的耐油性、耐水性及耐化学物质的性能等。国内外普遍采用性能良好的环氧和聚氨酯涂料体系，一般在储油罐的罐底和罐壁加阴极保护的部分使用以上类型的绝缘型防腐涂料，通常不使用导静电防腐蚀涂料，否则会加速阳极的消耗、加速腐蚀。不过，也有国外学者在对具有牺牲阳极作用的导静电涂层进行性能测试时发现，其具有很好的联合保护效果。

尽管针对罐底腐蚀介质已经开发了专用于油罐罐底的酚醛环氧漆等系列产品，但是目前尚缺少比较可靠的涂层防护效果的快速评价方法。