太原理工大学机械工程学院由前太原工业大学（前身为太原工学院）的机械工程系、齿轮研究所，前山西矿业学院的机械电子工程系以及前太原工业大学材料工程学院（原煤化工分校）的轻工系合并而成。原太原工学院机械工程系是我校于1931年明确系制时成立最早的系之一，1953年院系调整后，机械系发展很快，先后建立了机械制造工艺及设备、铸造工艺及设备、锻造工艺及设备、金相及热处理、焊接工艺及设备、农业机械、精密仪器及测量和流体传动与控制等专业。
1984年太原工学院更名为太原工业大学，铸、锻、焊、金相等4个热加工专业由机械系分出,随后机械系相继调整，设置了内燃机工程、机电一体化、汽车工程、工业设计和机械制造及其自动化等专业。1981年机械制造、机械学和流体传动与控制3个二级学科被确定为国家首批工学硕士学位授权点;1995年动力机械及工程学科被增列为工学硕士学位授权点。
原太原工学院齿轮研究所是于1960年机械工业部布点，由我国著名机械学专家朱景梓教授牵头成立的全国第一家主要从事齿轮传动与设计的研究单位。
原山西矿业学院机械电子工程系（前身相继为机械工程系、煤矿机械系、矿山机械系）成立于1958年，先后设有机械制造工艺及设备、选矿工程、煤矿机械、测试技术及仪器仪表、机电一体化、金属材料与热处理和机械设计等专业.1985年矿山机械学科被增列为工学硕士学位授权点；1995年机械电子工程学科被增列为工学硕士学位授权点。
原太原工业大学材料工程学院轻工系于1990年成立，并设有高分子材料加工机械专业，1993年更名为机械设计与制造专业。
建国50多年来，机械工程学院累计为国家培养了10000余名本、专科生和200余名硕士研究生。他们当中大部分已经成为各行各业的高素质建设者和领导者；有些成为了学术造诣极深的专家、学者、科学家、教授；有些担任了国家、省部、厅局等各级领导干部。人民的好公仆、党的优秀高级领导干部、我院机制专业1962年毕业生云布龙同志就是其中的杰出代表。
学院现有本科专业3个，硕士学位点6个，一级学科博士学位点1个（涵盖了4个二级学科博士点），博士后流动站1个，工程硕士领域硕士点4个，国家级精品课程1门，国家一类特色专业1个，国家级教学团队1个，国家级工程示范训练中心1个，国家级实验教学示范中心1个，省级重点学科3个，省级重点建设学科1个，省级精品课程3门，省品牌专业1个，教育部、省重点实验室1个，省级示范实验室1个，省级工程技术研究中心2个，省级研究生教育创新中心1个，省行业技术中心1个。