2003年，三一长沙培训中心成立。

2006年3月，改建为长沙三一机电技术学校。

2009年6月，升格为湖南三一工业职业技术学院。

2021年9月，获批湖南省院士专家工作站；同年，获批工信部校企协同就业创业创新实践示范基地，牵头成立工程机械产业学院联盟。

2022年，入选教育部国家级职业教育“双师型”教师培训基地；获批湖南省对外劳务特色培训基地、湖南省科普基地、湖南省楚怡实训基地、湖南省大学生创新创业孵化示范基地。