1965年3月，经辽宁省人民政府批准创建辽宁仪器仪表中等技术学校，校址设在丹东市振兴区福春街（丹东光学仪器厂院内），隶属辽宁省仪器仪表工业公司，由丹东市仪器仪表工业公司代管，丹东光学仪器厂亦是学校实习工厂。

1970年9月4日，经辽宁省革委会批准，撤消辽宁仪器仪表中等技术学校，学校并入丹东光学仪器厂。

1979年8月4日，经辽宁省革委会批准，恢复辽宁仪器仪表工业学校，由省机械工业局主管，由丹东市领导。学校性质为中等专业学校。校址设在丹东市振兴区桃源街814号。

1993年6月17日，省教委批准学校为省重点中专学校。

1999年起，经省政府批准，开始试办高等职业教育。

2000年5月17日，被国家教育部确定为“全国重点建设职业教育师资培训基地”。5月31日，教育部批准学校成为首批国家级重点中等职业学校。

2002年1月9日，经省政府批准，辽宁仪器仪表工业学校正式改制为辽宁机电职业技术学院。

2004年12月，学校被国家教育部确定为“国家数控技术紧缺人才培养基地”。

2006年11月，学校成为国家教育部和财政部重点支持的“电工电子与自动化实训基地“。

2007年11月，学院通过辽宁省教育厅组织的高职院校人才培养工作评估，通过了iso9001：2000质量管理体系认证。

2008年11月，学院与辽宁曙光汽车集团股份有限公司合作创办股份制的二级产业学院——黄海汽车工程学院。

2008年12月，学校被确定为辽宁省首批示范性高等职业院校立项建设单位。

2009年6月，学校仪器仪表学院新校区开工建设。

2010年10月，仪器仪表学院校区建成，12月底师生入住，学院分为仪表园校区（主校区）和浪头校区（黄海汽车工程学院）两个校区。

2011年10月，学院成立辽宁省省级示范性职教集团——辽宁仪器仪表职业教育集团。

2012年6月，学院与丹东中金投资实业有限公司合作创建的二级产业学院——北方黄金珠宝学院正式揭牌。

2016年11月，学院与丹东华孚集团合作创办的二级产业学院——华孚仪表学院正式成立。

2017年4月，学院与丹东新区管委会、辽宁精谷科技有限公司“政校企”三方合作共建的省内高职院校首家创新创业学院——丹东新区创新创业学院正式揭牌成立。

2017年12月，学院成为辽宁省职业教育高水平现代化高职院校立项建设学校。

2018年8月，学院被评为教育部第三批现代学徒制试点单位。工业机器人技术、工业过程自动化技术两个专业获得教育部第三批现代学徒制试点专业。

2018年11月，学院被评为首批“全国机械行业服务先进制造高水平骨干职业院校”。

2019年1月，学院通过辽宁省教育改革发展示范学校建设计划第一批项目学校验收，正式确定为“辽宁省职业教育改革发展示范学校”；7月，被教育部认定为国家优质专科高等职业院校；12月，被教育部、财政部列入第四类高水平专业群建设单位（c档）。

2021年12月，为方便学生前往火车站、客运站乘车，辽宁机电职业技术学院的免费大巴车再次温暖启程。

2025年2月17日，辽宁省教育厅发布《关于“中国特色高水平高职学校和专业建设计划(2025—2029年)”拟推荐立项建设单位的公示》，辽宁机电职业技术学院入选。