1910年，浙江大学工学院的前身浙江中等工业学堂成立。

1911年，浙江中等工业学堂建立机械科，这就是浙江大学机械系的起源。

1927年，在原“求是书院”校址，浙江中等工业学堂以“浙江公立工业专门学校”的名义和浙江公立农业专门学校，合井组建国立第三中山大学。

1928年，国立第三中山大学更名浙江大学。同年，浙江大学更名国立浙江大学。

1932年，国立浙江大学工学院正式设立机械工程学系。

1950年，国立浙江大学更名浙江大学。

1951年，之江大学停办，原之江大学机械系并入浙江大学。同时并入的还有厦门大学机械系，华东交通工业专科学校的机械科部分。

1958年，成立了浙江大学水力机械专业。

2014年，浙江大学机械系改名为浙江大学机械学院。