機械工程學院始建於1953年，是浙江工業大學歷史最悠久、規模最大的學院之一。
學院設有先進製造與現代設計技術、機械電子工程、化工機械與流體機械、車輛工程、熱能工程、材料加工工程、固體力學與工程結構、工業工程等8個研究所及機械工程、過程裝備與能源工程、工業工程與物流等3個系。其中，機械工程一級學科爲浙江省重中之重一級學科，動力工程及工程熱物理爲浙江省重點一級學科，材料加工工程爲浙江省重中之重學科。
學院擁有機械工程博士後科研流動站、機械工程一級學科博士學位授予權點、化工過程機械二級學科博士學位授予權點，機械工程、動力工程及工程熱物理一級學科碩士授予權點，機械製造及自動化、機械電子工程、機械設計及理論、車輛工程、化工過程機械、熱能工程、流體機械及工程、固體力學、材料加工工程、工業工程、船舶與海洋裝備工程等11個二級學科碩士學位授予權點；設有機械工程、工業工程、動力工程、工業設計工程等4個工程碩士專業，機械工程及自動化、過程裝備與控制工程、車輛工程、工業工程、物流工程、測控技術與儀器等6個本科專業。
學院下屬有科技部能源材料及應用國際科技合作基地（核心成員單位）、特種裝備製造與先進加工技術教育部/浙江省重點實驗室、過程裝備及其再製造教育部工程研究中心、機械工程檢測研究中心（ L0774）、機械工業特種精密磨削重點實驗室（核心成員單位）、浙江省五金科技創新服務平臺（共建）、浙江省海鹽標準件行業科技創新服務平臺（共建）、浙江省縉雲帶鋸牀和特色機械裝備技術創新服務平臺（共建）、加工技術與裝備工程研究中心、激光加工技術工程研究中心、光伏電力與微網研究中心、超精密加工研究中心、脈動技術工程研究中心、汽車零部件加工中心、機械實驗教學中心省級實驗教學示範中心、機械工程實踐中心省級實驗教學示範中心（機械工程訓練中心）等教學和科研平臺。
現有在編教職工230餘名，其中博士生導師33名，具有正高職稱教師50餘名，副高職稱教師70餘名，具有博士學位教師116名。近60年來，學院已爲國家培養研究生、本科生、專科生等不同層次的人才萬餘名，目前在讀博士和碩士研究生1100餘名（其中博士120餘名，全日制碩士700餘名），本科生2000餘名。
經過近六十年的風雨磨礪和學術積澱，機械工程學院在學科建設、人才培養、科學研究、社會服務等諸方面均取得了一系列標誌性成果。近五年來，承擔省部級以上科研項目200餘項，年科研經費突破5000萬，獲國家級科技獎勵2項，國家發明獎1項，國家教學成果獎2項，省部級科技獎勵近20項，擁有教育部人才培養模式創新實驗區1個，國家級特色專業1個，國家級雙語教學示範課程1門，教育部視頻公開課1門，省級精品課程7門，並列入教育部“卓越工程師計劃”試點單位，機械工程列入教育部專業學位研究生教育綜合改革試點專業和浙江省研究生教育創新示範基地。學生在各類國家級、省級競賽中獎勵十餘項。
學院與多所國內外高等院校、研究院所、學術團體等開展廣泛的科技合作和學術交流，與多家國內外企業建立了聯合實驗室或研發中心。近年來，成功舉辦國際和全國性學術會議多次。
學院以“敦仁通變”爲院訓，堅持以人爲本的辦學理念，倡導求實創新的學院精神，目前正按照十二五規劃提出的建設目標而努力奮進。
