機械工程學科是蘭州理工大學創辦最早的學科之一，1984年以來，機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設計及理論和車輛工程學科先后獲得碩士學位授予權，2006年獲得機械工程一級學科碩士學位授予權，機械工程一級學科碩士點涵蓋機械制造及其自動化、機械設計及理論、機械電子工程、車輛工程四個二級學科碩士點。1998年以來，經過兩輪省級重點學科建設，已形成了具有顯著特色的研究方向和實力雄厚的學術隊伍，2006年，機械工程學科被批準為甘肅省省級重點一級學科。
　　機械工程學科注重隊伍建設，擁有一支年齡結構合理，知識結構優化，學術氛圍濃厚的科研隊伍。教師隊伍中有博士生導師人10人（其中三位是兼職博導）、教授32人，其中國家級有突出貢獻的中青年科技專家1人，享受政府特殊津貼專家2人，中國機械工業科技專家2人，甘肅省特聘專家1人，甘肅省跨世紀學科帶頭人3人；入選甘肅省“333科技人才工程”3人；入選甘肅省“555創新人才工程”4人。
　　機械工程學科堅持“立足機械行業科技進步，面向地方經濟建設，培養高素質合格人才”的學科發展宗旨，充分利用本學科的資源優勢和人才優勢，凝練學科方向，形成了以精密加工及其數控裝備、成套裝備與數字制造技術、機械系統動態分析與設計、新型流體動力機械設計理論及應用、機械強度理論與系統分析等為代表的學科研究方向。
　　機械工程學科已形成完善的科學研究和人才培養基礎條件。教育部有色冶金新裝備工程研究中心、數字制造技術及應用省部共建教育部重點實驗室、中國機械工業聯合會特殊環境工業機器人重點實驗室、甘肅省高新技術機電產品中試基地、甘肅省制造業信息化工程技術研究中心等省部級研究機構均依托本學科建設。
　　現有先進制造技術、機械傳動、數控技術、測試技術和機電一體化等5個專業實驗室，擁有功能齊全，性能先進的實驗儀器設備，實驗儀器設備總額2650萬元。學科有機電一體化研究所、特種裝備研究所、現代設計研究所、先進制造研究所、裂紋技術研究所等5個研究所。與地方企業合作，建立了與區域經濟結合密切，對行業和區域經濟支持和推動作用強的工程技術研發中心，如蘭州理工大學• 天水星火機床廠工程技術研發中心、蘭州理工大學• 天水鍛壓機床廠工程技術研發中心、蘭州理工大學• 蘭州星火機床有限公司工程技術研發中心等。