В апреле 2014 года Россия подала иск во Всемирную торговую организацию, касающийся Третьего энергопакета ЕС. Российская претензия заключается в том, что положения данного энергопакета идут вразрез с обязательствами Европейского Союза в ВТО по базовым принципам наибольшего благоприятствования, недискриминации и доступа на рынок. Также Третий энергопакет затрудняет российские поставки энергоносителей в страны ЕС и препятствует строительству новой транспортной инфраструктуры в нефтегазовой сфере, в частности, это коснулось проекта строительства «Южного потока». Данный пакет затрагивает интересы вертикально интегрированных компаний, главным образом, компании «Газпром», ограничивая ее коммерческую деятельность на территории Европейского Союза. В свою очередь, Европейский Союз отвергает обвинения, указывая что Третий энергопакет не противоречит обязательствам ЕС в ВТО.
Ключевые требования Третьего энергетического пакета предусматривают, что газодобывающие компании не могут одновременно являться собственниками магистральных трубопроводов на территории ЕС. Так, добывающие компании обязаны либо продать свои газотранспортные компании в Евросоюзе, либо передать право на управление трубопроводами независимым европейским операторам. Более того, для иностранных компаний-операторов предусматривается обязательное прохождение процедуры сертификации, одним из этапов которой является необходимость доказать, что данный оператор не несет угрозы энергетической безопасности Европейского Союза.
В марте 2016 года была собрана группа арбитров ВТО для рассмотрения этого дела, которая, как ожидалось, вынесет решение по данному спору еще в мае этого года в соответствии с графиком, одобренным после консультации со сторонами. Тем не менее, на данный момент ВТО так и не вынесло решение по данному спору.
Российский министр экономического развития М.Орешкин заявил, что Москва рассчитывает на позитивное для России разрешение спора по Третьему энергопакету ЕС.
Нарушение принципов свободной торговли ВТО посредством применения Третьего энергопакета фактически создало негативный прецедент, когда внутреннее законодательство Европейского Союза было поставлено выше международно-правовых норм.