机械工程学科是兰州理工大学创办最早的学科之一，1984年以来，机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论和车辆工程学科先后获得硕士学位授予权，2006年获得机械工程一级学科硕士学位授予权，机械工程一级学科硕士点涵盖机械制造及其自动化、机械设计及理论、机械电子工程、车辆工程四个二级学科硕士点。1998年以来，经过两轮省级重点学科建设，已形成了具有显著特色的研究方向和实力雄厚的学术队伍，2006年，机械工程学科被批准为甘肃省省级重点一级学科。
　　机械工程学科注重队伍建设，拥有一支年龄结构合理，知识结构优化，学术氛围浓厚的科研队伍。教师队伍中有博士生导师人10人（其中三位是兼职博导）、教授32人，其中国家级有突出贡献的中青年科技专家1人，享受政府特殊津贴专家2人，中国机械工业科技专家2人，甘肃省特聘专家1人，甘肃省跨世纪学科带头人3人；入选甘肃省“333科技人才工程”3人；入选甘肃省“555创新人才工程”4人。
　　机械工程学科坚持“立足机械行业科技进步，面向地方经济建设，培养高素质合格人才”的学科发展宗旨，充分利用本学科的资源优势和人才优势，凝练学科方向，形成了以精密加工及其数控装备、成套装备与数字制造技术、机械系统动态分析与设计、新型流体动力机械设计理论及应用、机械强度理论与系统分析等为代表的学科研究方向。
　　机械工程学科已形成完善的科学研究和人才培养基础条件。教育部有色冶金新装备工程研究中心、数字制造技术及应用省部共建教育部重点实验室、中国机械工业联合会特殊环境工业机器人重点实验室、甘肃省高新技术机电产品中试基地、甘肃省制造业信息化工程技术研究中心等省部级研究机构均依托本学科建设。
　　现有先进制造技术、机械传动、数控技术、测试技术和机电一体化等5个专业实验室，拥有功能齐全，性能先进的实验仪器设备，实验仪器设备总额2650万元。学科有机电一体化研究所、特种装备研究所、现代设计研究所、先进制造研究所、裂纹技术研究所等5个研究所。与地方企业合作，建立了与区域经济结合密切，对行业和区域经济支持和推动作用强的工程技术研发中心，如兰州理工大学• 天水星火机床厂工程技术研发中心、兰州理工大学• 天水锻压机床厂工程技术研发中心、兰州理工大学• 兰州星火机床有限公司工程技术研发中心等。