1940年，学院前身陕西凤县“双石铺培黎工艺学校”开始筹建。1942年，陕西凤县“双石铺培黎工艺学校”正式建成并投入使用，隶属于原中国工业合作协会西北办事处领导。1944年，学院西迁至甘肃省山丹县，改名为“山丹培黎工艺学校”。

1951年，改名为“西北石油管理局培黎工业学校”，划归西北石油管理局领导，属中专性质。1953年，划归西北石油钻探局领导，学院迁址兰州安宁区十里店邱家湾，改名为“培黎石油技工学校”。1956年，石油部决定，将学院交由兰州炼油厂筹建处直接领导，学院更名为“兰州石油技工学校”。1957年，石油部决定，广州石油机械安装技工学校并入学校。1958年，改为中等专业性质的甘肃省机械制造学校。

兰州工业学院图册(8)1960年，甘肃省机械局决定，将中专教育与中技教育分离，并迁往兰州市七里河区民乐路66号兰州电机厂内继续办学。经省有关部门和省机械局协调和批准，学院在兰州市七里河区崔家大滩施工建校，由于正值国民经济暂时困难时期，到1960年下半年全部停工，所建项目均未竣工，土地移交兰州市园林局。1961年，甘肃省机械制造学校首届毕业生顺利毕业。1962年，将原机械、煤炭、电力、轻工、重工、和邮电局管理的邮电学校合并为甘肃省工业学校。1964年，经甘肃省人民委员会批准同意，甘肃省工业学校 办学主体正式迁往甘肃工业大学（兰州市七里河区兰工坪287号）办学。1965年，经甘肃省人民委员会和兰州市人民委员会同意，学院在兰州市七里河区龚家湾地区征用土地，作为学院建设用地。

1966年底至1967年初，学院陆续搬迁到新校址办学，开始了学院发展的新阶段。1969年，学院撤校办厂，更名为兰州第一机床厂。1974年，学院在经历了四年多的“撤校办厂”后恢复办校，更名为兰州工业学校。1985年，甘肃省人民政府复函同意兰州工业学校改建为兰州工业专科学校并呈报原国家教育委员会审批。1989年，经原国家教委批准改建为兰州工业高等专科学校，同年招收2个专业80名专科生。

1992年，学院被省教委确定为综合改革试点院校之一，在1993年全省教育工作会议上又被列为重点发展院校之一。1993年，学院被确定为甘肃省招生并轨试点院校。1994年开始，学校实行“并轨招生”，当年招生600人，在校学生人数达1300多人，比1989年增长了16倍。从2003年开始，学院负责实施“甘肃省国家双边协议项目”。2003年，学院通过了教育部高职高专人才培养工作水平评估，评估结论为良好，在全国26所参评院校中名列第10位。也是全国首批接受教育部高职高专人才培养工作水平评估的院校之一。

2004年、2008年甘肃省高校设置评议委员会专家组先后两次对学校升本工作进行了考察评估。2010年，学校扩建项目被省发改委核准，南校区建设和征地工作进入到实质性操作阶段。2011年12月，全国高等学校设置评议委员会专家组对学校升本工作进行考察评估。2012年1月，在沈阳召开的第六届全国高校设置评议委员会第一次会议上，与会专家表决同意在兰州工业高等专科学校基础上设置兰州工业学院。2012年3月，经教育部批准学校升格为兰州工业学院。2012年5月，甘肃省人民政府办公厅印发《关于组建兰州工业学院的通知》。2012年6月28日，学校举行揭牌暨70周年校庆庆典日活动。