1958年8月，创建惠安职业学校，隶属第三机械工业部。

1963年3月，学校更名陕西化工学校。

1963年9月，学校隶属第五机械工业部领导。

1964年10月，学校更名陕西第一化学工业学校，隶属第五机械工业部。

1969年11月，学校停办。

1972年1月，学校恢复办学，更名陕西第一化工学校，隶属第五机械工业部。

1981年3月，学校更名陕西第一工业学校，隶属第五机械工业部。

1982年5月，学校隶属中华人民共和国兵器工业部。

1986年5月，学校隶属中国机械工业委员会。

1988年4月，学校隶属中国机械电子工业部。

1993年3月，学校隶属中国兵器工业总公司。

1998年4月，学校更名西安机电学校，隶属于中国兵器工业总公司。

1999年4月，学校隶属陕西省人民政府管理。

2001年9月，陕西省撤销西安机电学校原有建制，正式成立陕西国防工业职业技术学院。

2004年，投资3亿元的新校区开工建设。

2006年，占地800亩、20万平米建筑的新校区建成投入使用。

2008年，学院成功晋升为省级示范院校（省级重点）建设院校。

2013年，被教育部确定为“全国示范性骨干高职院校”优秀建设单位。

2017年8月，学院入选为教育部第二批现代学徒制试点单位。

2019年7月，被教育部认定为国家优质专科高等职业院校。

2019年10月，通过教育部现代学徒制第二批试点单位验收。

2019年12月，被教育部、财政部列入第三类高水平专业群建设单位（b档）。