1959年2月中共山东省委工业工作部批准成立山东省机械工业厅机械科学研究所。

1959年7月山东省机械科学研究所迁址济洛路。

1960年6月10日厅务会决定成立山东省机械工业厅设计院。

1961年4月22日机械科学研究所与机械设计院合并，当时的机构设置：产品设计组、工艺研究组、情报资料组．院部办公室等，职工71人。

1964年10月10日山东省机械工业厅设计研究院情报组更名为山东省机械工业厅设计研究院技术情报室并启用新章。

1964年10月21日山东省编委会以（64）编制字第73号批复，同意建立“机械工业计量理化中心试验室”，列为事业机构，编制为16人。

在1965年省机械工业厅正式确定技术处和机械设计研究院负责标准化工作。

1965年11月18日山东省计划委员会同意在机械厅设计院院址建立山东省机械工业计量理化中心试验室，编制30人。

1966年5月14日经机械厅机关党委讨论决定，将中国共产党山东省机械工业厅设计研究院支部委员会改为中国共产党山东省机械工业厅设计研究院总支部委员会。

1972年5月18日经上级党组织同意我院建立党委。

1976年1月21日山东省机械工业局设计研究院以（76）鲁机研字第9号文向省机械局党的核心领导小组申请：将《技术交流》改名为《山东机械》，同年3月《山东机械》第一期出版。

1976年2月29日省机械工业局决定：将现在的山东省机械设计研究院情报室改为山东省机械工业局科技情报站。

1977年3月29日省计委同意将“山东省机械设计院”改为“山东省机械设计研究院”。

1982年12月30日山东省标准局、山东省机械工业厅共同批准同意成立山东省机床及通用机械质量监督检验站。

1984年5月29日经过选举产生首届中共山东省机械设计研究院纪律检查委员会。

1986年我院承担的“稀土蠕墨铸铁蠕化剂的研究与应用”获国家计委、国家经委、国家科委、财政部联合颁发的奖状，这也是建院以来我院首次获得国家三委一部的联合奖励。

1995年3月31日省机械工业厅批复同意：将“山东省机械工业计量理化中心试验室”更名为“山东省机械工业理化计量检测中心”。

1996年5月14日省机械厅公布首批山东省机械专业技术拔尖人才名单，我院有6名职工命列其中。

1996年7月3日省机械厅以鲁机人（1996）51号文公布经机械部宣布的中国机械工业科技专家及中国机械工业青年科技专家审批结果，我院三名职工获得中国机械工业科技专家称号。

2003年7月21日省机械工业办公室以鲁机综[2003]24号文批复同意在我院设立“山东省机械工业职业技能培训中心”。

2004年7月《山东机械》杂志成为“中国期刊网”、“中国期刊全文数据库”、“中国学术期刊（光盘版）”全文收录期刊。

2004年5月8日山东省机械工业办公室以鲁机规[2004]5号文同意我院成立“山东省数控技术研究开发中心”。

2005年11月16日山东省新闻出版局以鲁新出批字[2005]315号文批复同意《山东机械》杂志更名为《现代制造技术与装备》，山东省机械设计研究院为主办单位。

2007年2月13日山东省经济贸易委员会以鲁经贸技字[2007]67号文公布我省第四批行业技术中心，其中山东省机械装备行业技术中心由我院和山东理工大学共同承担。

山东省经贸委认定我院为山东省机械装备行业技术中心。

2008年12月31日山东省经济贸易委员会公布由我院承担的山东省数控机床行业技术中心为山东省第五批行业技术中心。

2011年5月我院被省政府授予“山东省产学研合作创新突出贡献科研单位”。

2012年12月31日山东省科学技术厅批准我院组建“山东省机床再制造工程技术研究中心”。

2013年5月23日省编委将我院事业编制由304名调整为265名。将山东机床通用机械工业协会、山东电器仪表工业协会不再纳入事业单位机构管理范围，核销事业编制。

2014年4月11日省编委将我院编制压缩为249人。

2015年12月24日山东省新闻出版广电局批复同意《现代制造技术与装备》杂志刊期由双月刊变更为月刊。

2018年6月26日省编委将我院划归齐鲁工业大学（山东省科学院）管理，事业编制核减为130名，主要职责是，承担机械工程、材料工程等领域研究，开展机械制造技术研究和科技合作交流，面向社会提供相关咨询服务。

2020年6月19日，机械与汽车工程学院、山东省机械设计研究院实现一体化运行，开始了学校（科学院）“科教融合2.0”试点的新起点。

2021年10月，山东省机械设计研究院与齐鲁工业大学（山东省科学院）机械工程学院整合成齐鲁工业大学（山东省科学院）机械工程学部。