2004年4月，中山市人民政府与原株洲工学院（今湖南工业大学）合办成立株洲工学院中山火炬职业技术学院。

2006年2月，教育部同意株洲工学院正式更名为湖南工业大学（学校代码为11535），撤销株洲工学院建制。

2006年6月，学校独立办学，与原株洲工学院（今湖南工业大学）剥离，中山市人民政府委托中山火炬高技术产业开发区管理。

2008年9月，建设中山火炬职业技术学院生产性实训校区。

2009年，学校通过教育部人才培养工作评估。

2010年12月，学校获批成为广东省示范性高职院校和国家骨干高职院校立项建设单位。

2016年2月，学校通过国家骨干高职院校建设项目验收。8月，入选第二批国家现代学徒制试点单位。

2017年4月，教育部职业技术教育研究中心、广东省教育厅、中山市人民政府三方联合共建的“华南职业教育产学研合作实验基地”正式落户中山火炬职业技术学院。

2019年7月，学校被教育部认定为国家优质专科高等职业院校。10月，学校通过教育部现代学徒制第二批试点单位验收。12月，学校被教育部、财政部列入第四类高，水平专业群建设单位（c档）。

2020年，学校通过验收并确定为“广东省示范性高等职业院校”。

2024年2月，学校获中国产学研合作促进会产学研合作促进奖。12月7日下午，学校举行校史馆开馆仪式。