沈阳机电学院时期

沈阳工业大学的前身是成立于1949年的东北机械管理局技工学校。1949年9月，改名为机械工业管理局机械职业学校。1950年8月，改为中等专业学校，校名为机械工业管理局机械高级职业学校，开始面向全中国招生。1952年10月，学校北迁至长春市，改名为机器工业学校。1954年，改名为长春机器制造学校。1955年5月，经第一机械工业部批准，学校回迁沈阳市，改名为沈阳机器制造学校。

沈阳工业大学时期

1985年6月10日，辽宁省人民政府和机械工业部对沈阳机电学院实行联合办学，沈阳机电学院改名为沈阳工业大学。1988年2月，学校成立成人教育学院。1990年10月，学校被列为新增博士授予单位。1998年，学校由原国家机械工业部划归辽宁省人民政府管理。

2002年2月，原辽阳石油化工高等专科学校整体并入学校，成为沈阳工业大学辽阳校区。2008年3月4日，沈阳工业大学正式搬迁至新校区。2011年，学校被列为第二批卓越工程师教育培养计划高校。2012年，学校获得接受“中国政府奖学金来华留学生”资格。2014年，沈阳工业大学参与组建的“辽宁重大装备制造协同创新中心”被国家教育部、财政部认定为国家级“2011协同创新中心”。2017年，沈阳工业大学入选辽宁省一流大学重点建设高校。同年，沈阳工业大学辽阳校区成为沈阳工业大学辽阳分校。

2019年，学校在“双一流”建设中被列为全省冲击国内一流大学重点建设高校。2020年7月1日，沈阳工业大学人工智能学院、沈阳工业大学环境与化学工程学院正式揭牌。2023年，学校的“新型电力系统与电工装备学科创新引智基地”获批2023年度“高等学校学科创新引智基地”立项。

2024年8月24日，沈阳工业大学卓越工程师学院成立。

2025年，沈阳工业大学密码学院暨密码智能化产业学院正式成立。辽宁省国家密码管理局、北方实验室(沈阳)股份有限公司分别与沈阳工业大学签署了密码学院、密码智能化产业学院合作协议，并举行了学院揭牌仪式。3月31日下午，沈阳工业大学任远书院在汇智楼一楼大厅举行揭牌仪式。4月29日，铁岭市人民政府与沈阳工业大学战略合作协议签约仪式举行。