Los resultados del arbitraje fueron presentados en marzo de este año y el tribunal decidió que Ecuador debía pagar unos 700 millones de dólares a la firma.
La Procuraduría General del Estado (PGE) de Ecuador, que funciona como el abogado del Estado, rechazó la decisión.
"La Procuraduría General del Estado presentó ante la Corte del Distrito de La Haya, una demanda con el objeto de que se declare la nulidad de los Laudos de Jurisdicción y Parcial de Fondo", dijo el organismo estatal, en un comunicado.
La PGE argumentó que "el Tribunal no debió considerarse competente y peor aún tomar el lugar de los jueces ecuatorianos y resolver las demandas planteadas".
El proceso del que se pide la nulidad es independiente a una demanda por daños ambientales contra la petrolera estadounidense, que podría obligarla a pagar unos 27 000 millones de dólares en indemnizaciones a comunidades de la Amazonía ecuatoriana.
Ese juicio ambiental, que ha durado más 16 años, se tramita en una corte local en la ciudad amazónica de Lago Agrio.