黑龙江地区的机械加工制造始于唐渤海国时期。据史料记载和出土文物考证，渤海国时期铸、锻技术开始在多方面得到应用，主要从事古代兵器、工具、生活器具、宗教和装饰物的制造，特别是车、船制造业比较发达。以后历经辽、金、元、明、清诸朝的变革，铸、锻技术继续在兵器、农牧业和渔猎等工具的制造中应用。 近代黑龙江地区机械工业始于清光绪二十九年（1903年），随着中东铁路的修建，中东铁路哈尔滨总工厂（哈尔滨车辆厂前身）的建立，主要承担全路的机车、客、货车厢的修理。清光绪三十一年（1905年），日俄战争之后，日、俄等列强重新在中国划定势力范围，加紧对东北地区进行军事侵略和经济掠夺，开埠通商，推动了手工业、工业和商业的发展。日本人和俄国人相继在黑龙江地区兴办起一批铁工厂，主要从事汽车修理和简易机械产品的制造。中华民国初期，黑龙江地区先后在哈尔滨、齐齐哈尔、讷河、克山、富锦等地办起一批中国私人铁工厂，到1930年已有121家，主要从事修理和小型机械设备制造。1931年“九一八”事变后，日本侵略者侵占了东北，为掠夺黑龙江地区的资源，日本人先后在哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江等地建立22家铁工厂，以生产木工机械、矿用机械、造船和维修机械设备为主。与此同时，英、美、德、意、捷克等国侨民也相继办起16家铁工厂。到1939年，黑龙江地区有中国私人铁工厂432家；日本人和俄国人办的铁工厂48家。1945年9月3日，日本帝国主义无条件投降后，黑龙江地区在中国共产党领导下，从1946年3月起，相继成立了由人民政权领导的合江铁工业（佳木斯联合收割机厂前身）、哈尔滨铁工厂（哈尔滨制氧机厂前身）、东北财政部物资局属哈尔滨制桶厂（哈尔滨拖拉机厂前身）、嫩江铁工业（黑龙江省农业机械厂前身）、嫩江实业铁工厂（齐齐哈尔第一机械厂前身）和牡丹江机械厂（牡丹江木工机械厂前身）。这些企业先后生产道钉、螺钉、抽水机、卷扬机、水泵、皮带车床、刨床等一批配件和设备，修复了被日本侵略者破坏的制氧机、轮船、矿山机械和林业小火车头等机械设备和部分军用品。1947～1949年，黑龙江地区私人铁工业有一定发展。到1949年末，已有私人铁工厂811家，设备近2 000台，职工5 000多人，其中有外国人办的铁工厂76家，雇佣职工485人。此间，哈尔滨市组织56家私人工厂生产一批军用物资和织布机、袜子机、纺毛机、纺绳机、榨油机、印刷机、车床、钻床等机械设备，为支援解放战争和恢复发展生产做出了贡献。
　　　　中华人民共和国成立后，黑龙江地区机械工业又有一定发展，增加了哈尔滨松哈机械厂（哈尔滨空调机厂前身）、齐齐哈尔电配五金厂（后改薄铁社）等一批公营企业。1950年朝鲜战争爆发后，按照中共中央的决定，东北人民政府组织在辽宁的20个工厂北迁黑龙江、松江两省，即“南厂北迁”。其中属于机械工业系统的有瓦房店滚珠轴承厂（哈尔滨轴承厂前身）、沈阳工具厂（哈尔滨第一工具厂前身）、东北第十一机械厂（齐齐哈尔第一机床厂前身）、东北第十五机械厂（齐齐哈尔第二机床厂前身）、沈阳电工五厂（哈尔滨电机厂前身）、沈阳电工七厂（哈尔滨电缆厂前身）、沈阳电工一厂（阿城继电器厂前身）、东北电工六厂（佳木斯电机厂前身）、哈尔滨电池厂（哈尔滨蓄电池厂前身）9个企业。整个搬迁工作从同年9月开始部署，到10月上旬，“南厂北迁”的工厂迁到指定地点。“南厂北迁”的工厂在迁厂中坚持边建设边生产的要求，仅用1～3个月时间，就基本迁完厂并投入生产。1951年1月，为支援抗美援朝战争，从沈阳迁到齐齐哈尔的马恒昌小组向全国职工提出开展爱国主义劳动竞赛的倡议，得到全国职工的广泛响应。这一活动对当时建立生产秩序，提高劳动生产率起了推动作用。
　　　　1950年，国家确定在东北建设重型电机厂。1951年选定在东北电工四厂的基础上进行建设。同年6月破土动工，投资1亿元，历时5年，建成国内生产大中型电机、水轮发电机组以及绝缘材料的哈尔滨电机厂。按照政务院总理周恩来的指示，哈尔滨电机厂于1951年生产出国内首台800千瓦立轴混流式水轮发电机组，为修复被国民党撤退时炸毁的四川省下硐水电站，保证西南重镇重庆的用电做出了贡献。 1953～1957年国民经济第一个五年计划实施期间，黑龙江省是国家投资的重点，全省机械工业的总投资额为5.91亿元，占全国机械工业基建投资的18.12%，居全国第一位。在苏联援建的156项国家重点建设项目中，黑龙江省有22项，其中机械工业有：哈尔滨量具刃具厂（1952.4～1955.1）、哈尔滨电表仪器厂（1954.4～1956.5）、哈尔滨锅炉厂（一期工程1953.9～1957.7，二期工程1958.6～1960.12）、哈尔滨汽轮机厂（一、二期合并1955.5～1958.12）、哈尔滨电机厂汽轮发电机车间（1956.5～1959.7）、哈尔滨电碳厂（1956.3～1958.6）、第一重型机器厂（1956.6～1959.12）和哈尔滨轴承厂（1958～1960）8个厂10个项目，总投资为8.25亿元。这些重点项目的建立，为黑龙江省机械工业的发展奠定了雄厚的基础。
　　　　国民经济第一个五年计划实施期间，属于省市领导的松江机械厂、松哈机械厂、牡丹江机械厂、佳木斯机械厂、黑龙江省农机厂、哈尔滨理化仪器厂、哈尔滨电影机械厂等地方机械工业企业也都进行了基本建设，提高了生产能力。
　　　　在国营机械工业不断发展的同时，公私合营机械工业也有一定的发展。1955年7月，经哈尔滨市人民委员会批准，由17家小型私营铁工厂合并组成了公私合营机联机械厂。1956年，在对私人工商业社会主义改造的高潮中，一些私营铁工厂走上公私合营的道路，或直接并入国营企业，先后组建成公私合营哈尔滨水泵厂、公私合营哈尔滨印刷机械修造厂（哈尔滨印刷机械厂前身）、公私合营佳木斯祥德铁工厂（佳木斯鼓风机厂前身）、公私合营哈尔滨力研电机厂（哈尔滨第二电机厂前身）、公私合营哈尔滨电器制造修配厂（哈尔滨变压器厂前身）、公私合营祥泰内燃机厂（哈尔滨柴油机厂前身）、公私合营哈尔滨农具厂（哈尔滨农业机械厂前身）、公私合营哈尔滨大陆汽车零件制造厂（哈尔滨汽车齿轮厂前身）等。还成立一批生产合作社。到1957年末，全省共有全民所有制机械工业企业138个，职工68 369人，固定资产原值44 884.8万元，完成工业总产值758亿元，占全省工业总产值的21.64%，开始成为省内的支柱产业之一。其中属于机械工业系统内企业［即由中央、省、市（地）、县级机械工业主管部门直接管理的企业］有57个，职工57 180人，固定资产原值38 118万元，完成工业总产值2.95亿元。与此同时，还有一批私人和外侨铁工厂从事维修和小型机械产品生产，哈尔滨市有私人铁工厂18个，167人，当年产值61.3万元；外侨私人铁工厂27个，289人，产值208.4万元。实施国民经济第一个五年计划末期，按照国家计划委员会的安排，第一机械工业部（以下简称一机部）对主要工厂生产的产品进行了分工，黑龙江省“南厂北迁”的机械企业和156项重点工程中已投产的项目，以及部分重点地方机械企业，都有了自己的定型产品。齐齐哈尔第一、二机床厂被分别定为重型车床和铣床的生产厂，哈尔滨轴承厂被定为中小型精密轴承和专用轴承的生产厂、哈尔滨电机厂、汽轮机厂、锅炉厂（以下简称哈尔滨“三大动力厂”）成为全国水力、火力发电设备的生产基地，佳木斯电机厂成为全国防爆和冶金起重电机的生产基地，哈尔滨电表仪器厂、哈尔滨电碳厂和1956年由哈尔滨电机厂绝缘材料车间分出组建的哈尔滨绝缘材料厂分别成为全国最大最早的同类产品生产基地。国民经济第一个五年计划实施期间，哈尔滨电机厂生产的水轮发电机组由800千瓦增加到16 000千瓦，佳木斯电机厂生产出中国第一台KMA型防爆电机，哈尔滨制氧机厂成功试制中国第一台30立方米/时制氧机，哈尔滨锅炉厂成功试制中国第一台中压130吨电站锅炉。全省地方机械工业也生产出中国第一台万能中耕机、大型脱谷机、扬场机以及工业电阻炉、水泵、风机等一批民用机械。
　　　　1958～1960年，国民经济第一个五年计划实施期间在黑龙江省建立起来的156项重点工程全部建成投产，使黑龙江省机械工业的实力大增。全省机械工业系统内企业从1957年的57个到1960年增加为71个，职工人数为1957年的208.5%，固定资产原值为1957年的330.7%，完成工业总值为1957年的515.6%。此间，齐齐哈尔第一重机厂承担了115毫米方板坯初轧机和1 053立方米高炉设备的研制任务，哈尔滨电机厂、汽轮机厂、锅炉厂从生产1万千瓦中压火电机组发展到2.5万和5万千瓦中压、高压火电机组，哈尔滨电机厂开始生产7.25万千瓦水轮发电机组，哈尔滨轴承厂开始生产超精密高速轴承，哈尔滨电表仪器厂成为全国最大的电工仪表生产企业，哈尔滨量具刃具厂建成全国第一条丝锥生产线。一批地方机械工业企业也有相应的发展。哈尔滨电影机厂试制出中国第一台宽银幕立体声电影放映机，哈尔滨机联机械厂用小机床加工大部件的经验被国家有关部门肯定，被誉为“蚂蚁啃骨头”精神，并召开现场会加以推广。
　　　　由于 “大跃进”运动和自然灾害的影响，以及苏联政府撕毁合同，撤退专家，使国民经济严重失调，国家遇到了中华人民共和国成立以来前所未有的困难。1961年，中共中央提出了“调整、巩固、充实、提高”的方针。从1961年起，黑龙江省机械工业开始进行调整。全省1958年成立的4 035个机械企业几乎全部解体，仅保留了哈尔滨龙江仪表厂、齐齐哈尔仪表厂、哈尔滨汽车白金厂、哈尔滨钢板弹簧厂，佳木斯筛片厂等极少数企业。黑龙江省机械工业部门在进行调整中，认真贯彻“以农业为基础”的方针，加大了对农机工业的投入。1959年年末，中共黑龙江省委、黑龙江省人民委员会决定将农机维修和生产企业划归农业机械厅领导。黑龙江省农业机械厂、佳木斯第二农机厂（佳木斯北方机械厂前身）、哈尔滨农业机械厂分别被定为全国万台犁、万台耙、万台播种机的生产企业，佳木斯农业机械厂成为全国大型脱谷机的唯一生产厂，松江拖拉机厂（哈尔滨拖拉机厂前身）被定为全国林业拖拉机的唯一生产厂，佳木斯拖拉机配件厂、齐齐哈尔齿轮厂、哈尔滨拖拉机配件厂成为农机定点专业配件生产厂。到1964年年末，全省共有农具、配件、半机械化农具生产厂23个，可生产28种机械化和半机械化农具和129种拖拉机内燃机配件。在对全省机械工业进行调整中，全省地市县属地方机械工业企业也得到充实提高。到1965年，全省市县属机械企业完成工业总产值18 962万元，比1964年提高32%，为全省机械工业系统的29.2%。
　　　　1960～1965年，黑龙江省机械工业部门，本着自力更生的精神，加强产品的开发和研究工作，生产出一批具有国际水平的机械设备。第一重机厂研制成12 500吨自由锻造水压机，3万吨模锻水压机，辊宽2 800毫米的热、冷轧铝板轧机。哈尔滨“三大动力厂”生产10万千瓦高压冷凝式火电机组，并开始研制20万千瓦超高压火电机组。哈尔滨电机厂生产10万千瓦以上水力发电机组，齐齐哈尔第一、第二机床厂研制成功数控机床，齐齐哈尔第二机床厂试制出自动锻压机。哈尔滨量具刃具厂研制生产出光学、电动、齿轮量仪。哈尔滨第一工具厂研制成滚刀、拉刀、齿轮刀具等精密复杂刃具。哈尔滨轴承厂试制成功军工专用轴承。哈尔滨拖拉机厂试制出全国首台集材拖拉机。一批地方机械工业企业也先后研制出具有当时国际水平的一吨真空自耗电弧炉、电子自动平衡电桥和为大庆油田的开发生产出一批石油钻采设备。 20世纪60年代，由于中苏（苏联）关系的紧张，黑龙江省战略地位的变化，国家对黑龙江省机械工业的投资逐渐减少，从国民经济第一个五年计划实施期间占全国机械工业总投资的18.12%下降到1965年的1.68%。生产发展速度减缓，从而使黑龙江省机械工业按工业总产值相比的位次后移，从1958年居全国机械工业的第四位到1965年降为第八位。 国家为建设“大三线”，从黑龙江省搬迁一批工厂和科研所，1965～1970年先后有齐齐哈尔第一机床厂、齐齐哈尔第二机床厂、第一重机厂、哈尔滨轴承厂、哈尔滨电机厂、哈尔滨汽轮机厂、哈尔滨锅炉厂、哈尔滨电碳厂、哈尔滨绝缘材料厂、哈尔滨电表仪器厂、哈尔滨量具刃具厂、哈尔滨第一工具厂、哈尔滨松江电炉厂、佳木斯电机厂、阿城继电器厂和哈尔滨电工仪表研究所、哈尔滨工具研究所、哈尔滨大电机研究所援建了河南、安徽、广西、山西、内蒙古、四川、贵州、陕西、甘肃、宁夏、青海等11个省区的26个厂点和3个科研设计单位，调去12 000多名技术工人、管理干部和工程技术人员，提供成套生产设备和成套产品技术资料，为内地11个省区“大三线”地区的机械工业发展和国民经济的平衡、发展做出贡献。同时也使黑龙江省这一老机械工业基地的实力受到一定削弱。 1966年 “文化大革命”开始以后，黑龙江省机械工业各部门的正常生产管理秩序被打乱，一些行之有效的规章制度被说成是对工人的“管、卡、压”，广大科技人员被当成“臭老九”和“技术权威”，下放到车间或农村劳动改造，生产停滞不前，产品质量下降，1968年全省机械工业系统总产值比1966年下降了29%。1970年，全省机械工业系统内企业的产品合格率仅为39.4%，在已经入库的产品中，经检查，也发现大量不合格品。
　　　　从1970年开始，黑龙江省机械工业系统，仍然按照中央和省关于建设“小三线”的要求，建设“小三线”。14个中央下放企业分别在五常、尚志、阿城、宾县、加格达奇、阿荣旗建立分厂，到1971年年末全省共投资2 208万元，搬去一批设备，调去工人、管理干部、技术人员1 514人。1972年，由于国际形势的变化，按照省革命委员会的决定，除哈尔滨锅炉厂、哈尔滨量具刃具厂、哈尔滨第一工具厂和齐齐哈尔第二机床厂4个厂在“小三线”的分厂继续建设，齐齐哈尔第一机床厂的厂点交由嫩江地区管理外，其余厂点全部下马，做为大厂的战备点。 与此同时，黑龙江省机械工业系统还先后开展了柴油机、垅作中耕机具、机床、汽车和汽车配件等“大会战”。这些“大会战”是在“左”的思想指导下开展的，加之缺少科学论证，带有很大的盲目性，投资又分散，成为“胡子工程”，产品质量不过关，企业年年亏损，陆续下马合并。如在“机床会战”中新建的36个企业中的31个企业于1980年前后关停；“柴油机会战”中建设的牡丹江汽车发动机厂、木兰柴油机厂、桦川动力机厂、海伦柴油机厂也相继关停；“垅作中耕机械会战”中投资500多万元建成的呼兰农业机械厂也因产品滞销，于1979年转产，改名为呼兰纺织机械厂，划归纺织行业；“汽车会战”中一哄而上的10家生产130型轻型载重汽车的企业，因汽车质次价高，不受用户欢迎；投资900万元在36个企业中发展63种维修汽车配件的会战，也因投资分散，没有形成能力，使一部分投资没发挥应有的作用。
　　　　在“文化大革命”期间，黑龙江省机械战线广大职工，排除干扰破坏，坚持搞好生产，研制开发一批国内一流产品，为国民经济建设提供一批机电设备。齐齐哈尔第一重机厂为第二汽车制造厂和冶金矿山工业生产一批重型锻压设备和高炉、轧机、大型铸锻件等重型机械；哈尔滨“三大动力厂”在1971年研制生产出中国第一套20万千瓦超高压火力发电机组之后，从1974年起研制60万千瓦亚临界压力火电机组；哈尔滨电机厂生产出国内最大容量的30万千瓦混流式水轮发电机组；齐齐哈尔第一、第二机床厂，佳木斯电机厂、哈尔滨工程机械厂等12个企业为支援襄渝（湖北襄樊——四川重庆）和湘黔（湖南株洲——贵州贵定）铁路建设提供了包括机床、风机、汽车吊、皮带运输机、卷扬机、防爆电机等机电设备；为支援“八三”工程（大庆——山海关地下输油管线）建设，黑龙江省的15个机械工业企业承担了电动葫芦、电焊机、变压器、导线、电炉等机电设备的制造任务，确保了工程的按期完成。
　　　　1966～1976年，国家对黑龙江省机械工业的投入大大减少，除省内“会战”期间有少量投入，发展一批中小企业外，大中型国营企业基本没有投入。1966～1970年，仅投资0.71亿元，占全国机械工业总投资的1.67%。1971～1975年，投资为2 286亿元，占全国机械工业总投资的3.2%。1970年以后，全省机械工业的投资虽有所增加，但由于仍处于“文化大革命”期间，在“反击右倾翻案风”“批林批孔”等极“左”思想的影响下，发展迟缓，经济效益下降。1976年，全省机械工业企业总数比1966年增加1.47倍，职工人数增加82.9%，国家资产原值增加53.3%，但工业总产值仅提高22.6%。实现利润却下降45.4%。由于企业管理混乱，产品质量下降，建设进度缓慢，有些大型设备安装后不能正常运转，浪费了人力和大量物资，使原来已经与国外正在缩小的差距又拉大了，给全省机械工业的发展带来很多困难和问题。 粉碎江青反革命集团，特别是中共第十一届三中全会以后，经过拨乱反正，黑龙江省机械工业得到了全面发展。1979年起，在贯彻中共中央提出的“调整、改革、整顿、提高”方针中，为解决黑龙江省机械工业的产品结构不合理、服务面窄的问题，黑龙江省机械工业开始调整产品结构，扩大服务领域，先后开发了纺织机械、木材深加工机械、食品包装机械、制糖机械、奶制品加工设备、饲料加工设备、粮食深加工机械以及照相机、电度表、水表、家用电器等一批直接为人民生活服务的产品。1980年，全省开始开展以提高机械产品质量为中心的整顿工作，推行全面质量管理，开展了质量评优和TQC（英语Tota1 Qua1ity Contro1第一个单词的缩写，即全面质量管理）活动。同时开展了创“六好”（是指国家、集体、个人利益三者兼顾好，产品质量好，经济效益好，劳动纪律好，文明生产好，政治工作好）企业活动。到1985年年末，全省机械工业系统内232个国营机械工业企业通过了整顿验收，有28个机械工业企业被省政府授予“六好”企业称号，哈尔滨锅炉厂和哈尔滨轴承厂被授予全国企业整顿先进单位。全省机械工业系统有29种产品获国优，其中：金牌2块、银牌27块；机械部优质产品131种，省优质产品678种。1981～1985年，黑龙江省机械工业系统在开展以提高产品质量和调整生产结构为中心的调整基础上，积极开发新产品，5年里共开发新产品1 350种。
　　　　与此同时，全省机械工业开始了企业扩权的试点，扩大了企业的自主权。推行了各种形式的经济责任制。1984年8月，国务院下发了《关于改进机械工业管理体制的决定》，1985年4月黑龙江省政府下发了贯彻这一决定的《实施办法》，决定将一机部直属的第一重型机器厂、哈尔滨“三大动力厂”、哈尔滨拖拉机厂和佳木斯联合收割机厂等6户企业和省属的9户企业分别下放给哈尔滨、齐齐哈尔和佳木斯市，确定省机械厅的政府职能是由微观管理向宏观管理转变，由管理机械工业系统内企业转向在行业规划、政策法规、企业联合、信息情报、监督服务等方面面向全行业。
　　　　从中华人民共和国成立到1985年，黑龙江省机械工业从修配到制造，从制造一般产品到生产高精尖产品，逐步从小到大地发展成为全国机械工业的老基地之一和黑龙江省优势产业之一。到1985年年末，全省机械工业共有乡镇以上独立核算机械企业3 680个，占全省乡镇以上独立核算工业企业总数的26.2%，职工80.65万人，占全省乡镇以上独立核算企业的24.4%，全省机械工业系统内企业380个，占全省机械工业大行业的10.3%；职工27.62万人，占全省机械工业大行业的34.2%，其中工程技术人员18 979人，占全省机械大行业的45.8%；固定资产原值34.34亿元，占全省机械大行业的43.8%；定额流动资金平均占用19.68亿元，占全省机械大行业的33.5%；完成工业总产值27.96亿元，占全省机械大行业的39.2%；实现销售收入26.95亿元，占全省机械大行业的38.8%；实现利税总额3.93亿元，占全省机械大行业的43.5%。