上海理工大学机械工程学院建立于1999年5月，由上海理工大学机械工程系和上海理工大学复兴路校区机械工程系合并组建。上海理工大学机械专业的办学历史，可追溯到1912年的同济德文医工学堂机电科及暨后的各个时期。上海理工大学机械学科经过近九十年的建设和发展，已经成为国家和上海市培养先进制造领域人才和科学研究的重要基地。
上海理工大学机械工程学院设有汽车工程、先进制造技术、机械自动化、数字化设计及制造、材料加工工程与模具技术等5个研究所，工程图学与计算机图学、工程力学与工程材料、机械设计等3个教研室，以及机械工程基础实验中心、机械工程专业实验中心。并承担上海理工大学工程实训中心的管理工作。
学院现有教职工113人，其中工程院院士1人（双聘），国家“百千万人才工程”1人，全国模范教师1人，上海市教学名师1人，省部级“跨世纪学科带头人”4人，教授21人，副教授及副高技术职务人员37人，博士35人，硕士37人，另有8人正在攻读博士学位。
机械工程学院目前在校普通全日制学生1640名，其中本科生1370名，硕士研究生270名 。
学院现有车辆工程、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程等本科专业；具有机械工程一级学科硕士学位授予点，车辆工程、机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论等4个二级学科硕士学位授予点，并具有机械工程领域工程硕士学位授予权。其中“机械设计制造及其自动化”是教育部本科“特色专业”建设点，上海高校“本科教育高地”，“机械制造及其自动化”学科是上海市教委重点学科，“机械工程实验中心”是上海高校实验教学示范中心，“精密磨削实验室”为中国机械工业联合会重点实验室。学院实验室面积4000多平方米，实验仪器设备合计为1300台（套），设备总价值人民币3000多万元。
学院主要研究方向包括汽车电子控制、数控技术与数控装备设计与制造、机电控制及检测技术，生产系统自动化技术，CAD/CAM/CAE技术，精密加工技术，机械结构的动态设计、优化设计，振动与噪声控制，机械设备的可靠性设计，状态检测与故障诊断，虚拟设计，金属功能材料，企业信息化技术等，在数控技术、机械优化设计技术以及车辆强度设计方面形成了鲜明的特色。
机械工程学院与德国、日本、韩国以及香港多家大学建立了合作关系，每年有数十名本科生、研究生赴海外学习交流。
发展历程上海机械学院机械工程系(1981)→华东工业大学机械工程系（1994）→上海理工大学机械工程学院（1996）
上海机械专科学校机械工程系（1983）→上海机械高等专科学校机械工程系（1993）→上海理工大学工程技术学院（1996）