本校前身「台灣總督府附工業講習所」創校，為國內歷史最悠久的工業學府之一。

「台灣總督府附工業講習所」設立「機工科」，為本系之肇始。

台灣光復，本校改名「台灣省立台北工業職業學校」。

本校改制為「省立台北工業專科學校」，設立五年制機械工程科，招收初中畢業之學生修業五年。

增設三年制機械工程科動力機械組，參加大專聯考招收高中、職畢業生。

增設二年制機械工程科，分製造、工訓及汽車等三組，招收高工畢業生，修業兩年。

工業工程組獨立招生成「工業工程科」。

成立三年制機械工程科夜間部，仍為動力機械組，招收高中、職畢業生，修業四年。

成立二年制進修專校機械工程科，週六晚上及週日上課，修業三年。

本校改隸中央，更名為「國立台北工業專科學校」。

增設二年制機械工程科設計組及控制組。

因應國家經建需要，五年制機械工程科改招收雙班。

機械工程科夜間部改修業三年，改稱為第二部。

本校改制為「國立台北技術學院」，設立二年制及四年制機械工程技術系，分別招收專科及高工畢業生，畢業授與學士學位。

成立「機電整合研究所」，畢業授與碩士學位。

本系四年制之汽車組獨立成「車輛工程技術系」。

本系改制學院前後之歷任主任為林松林教授（1947-1972）、蔡旭容教授（1972-1978）、鄧渭川教授（1978-82），孟繼洛教授（1982-1988）、施勝雄教授（1988-1992）、黎文龍教授（1992-1998）、王金樹教授(1998-2001 )、林啟瑞教授(2001-2007)、蕭俊祥教授(2007-2010)、蘇春熺教授(2010-2013)、蘇程裕教授(2013-2016)、丁振卿教授(2016-2019)、汪家昌教授(2019-)。