机电工程学院最早源于学校前身甘肃省立兰州工业职业学校1939年设立的机械科，1953年改设机械制造、金属切削加工两个专业，1958年成立甘肃工业大学机械系,下设机械制造工艺与设备专业。1965年机械系更名为机械一系，同年东北重型机械学院的石油矿场机械专业迁入学校并组建了甘肃工业大学机械二系，1987年石油矿场机械专业改制为机械设计及制造专业。1996年机械电子工程系（1991年成立）、机械设计与制造工程系（1991年成立）、裂纹技术研究所（1985年成立）调整合并成立机电工程系，1998年国家本科专业调整，将原机械制造工艺与设备、机械设计及制造、机电一体化专业合并为机械设计制造及其自动化专业，2000年成立机电工程学院。2003年纺织工程专业由轻工系转入机电工程学院，2004年增设工业工程专业。
机电工程学院“机械工程”为一级学科博士学位、一级学科硕士学位授权学科，一级学科博士后流动站； “工业工程”为二级学科硕士点，“机械工程”、“纺织工程”和“工业工程”为工程硕士授权领域。机电工程学院已形成本科、硕士、博士完整的人才培养体系，全日制在读学生2800余人，其中各类博、硕士研究生580余人，本科生2270余人。2006年“机械工程”学科入选甘肃省省级重点学科以来，为历年的省级重点学科。
机电工程学院现设五系（机械制造及自动化系、机械设计系、机电控制及自动化系、纺织工程系、工业工程系）、两部（工程图学教学部、机零机原教学部）、两中心（工程训练中心、实验中心）、五个办公室（综合办公室、教务办公室、研究生培养办公室、学生工作办公室、学科学位与平台建设办公室）。机电工程学院现有教师167人，其中教授36人，副教授48人，具有博士学位教师50人，博士生导师13人，硕士生导师66人，共享院士1人，国家级有突出贡献的中青年科技专家1人，全国五一劳动奖章获得者1人，享受国务院特殊津贴的专家2人，中国机械工业科技专家1人，甘肃省特聘科技专家1人，甘肃省跨世纪学科带头人3人，甘肃省“园丁奖”1人，甘肃省飞天学者特聘教授3人，入选甘肃省“333科技人才工程”3人，入选甘肃省“555创新人才工程”4人，甘肃省领军人才3人。
机电工程学院现有“机械设计制造及其自动化”、“工业工程”和“纺织工程”三个本科专业。其中“机械设计制造及其自动化”专业为国家级特色专业、教育部第二批卓越工程师教育培养计划试点专业及甘肃省先进制造技术人才培养基地。机电工程学院现有省级教学团队2个，校级重点建设教学团队3个，省级精品课程6门，校级教学名师3人。近年来，先后承担国家、省级和校级教改项目20余项，获省部级教学成果奖5项，出版教材20余部。
机电工程学院已形成以精密加工技术及数控装备、成套装备及其自动化、石化及石油钻采新装备、特殊环境工业机器人、机械强度理论与可靠性、机械系统动力学等为代表的特色研究方向。近五年来，完成纵横向项目200余项，在国内外刊物上发表论文1100余篇，其中核心期刊以上论文650篇，三大索引收录论文264篇。获省级奖励10项，科技成果鉴定21项，专利授权93项，其中发明专利授权44项。
机电工程学院现有甘肃省高新技术机电产品中试基地（1997年）、有色冶金新装备教育部工程研究中心（2006年）、数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室（2007年）、中国机械工业联合会重载柔性机器人重点实验室（2007年）及4个校企联合工程技术中心。
机电工程学院实验中心总面积3898平方米，仪器设备总资产4360万元，设机械基础实验平台、先进制造技术综合实验平台、纺织工程实验室，工业工程实验室。机电工程学院所属机械工程实践教学中心是面向全校学生开展工程实践教学与科技创新实践的教学基地。2006年被评为甘肃省省级实验教学示范中心，2007年被评为国家级实验教学示范中心——机械工程实践教学中心。中心建筑总面积9860平方米，各类仪器设备1500多台套，设备总资产4490余万元。
机电工程学院秉承“弘毅贵德、和合创新”的院训，以立德树人为根本，人才培养为中心，积极推动人才队伍、学科建设、教育教学、科学研究全面发展。