1949年，新中国成立后，东北人民政府工业部机械工业管理局在计划处内设立了工厂设计科，简称东北机械局，位于大连。随着发展需求，1951年1月13日，工厂设计处于沈阳市铁西区云峰街37号成立。
1952年4月，东北机械局将工厂设计处与大连机械设计公司合并，成立了新的设计处。同年，以东北机械局设计处为核心，成立了隶属于一机部的设计总局第三设计分局，专门服务于全国机床与工具制造业的工厂设计，随即迁址至北京朝阳区和平里11号。
1958年，为了支持产品设计和新厂建设，一机部撤销了第三设计分局，保留了40名骨干力量并并入一机部第五设计院（兵器）工作。1959年，一机部在机床局的领导下，成立了工厂设计处，并对人员进行了调整，成立了机床工具工厂设计处。
1961年，为满足机床行业的需求，一机部决定将工厂设计处迁往郑州，扩大设计队伍。1962年3月，设计处搬至现址郑州市中原中路191号。随着“文革”结束，1978年1月，设计院改名为一机部第六设计院，并进行了恢复整顿。
1982年，第六设计院划归机械部机床局，更名为机械工业部第六设计研究院。同年，开始实施重大改革，不再按人头划拨经费，实行事业单位企业化管理。此后，随着国家机构调整，设计院多次更名，直至1991年确定为地专级（正厅级）单位。
2000年，我院加入中国机械装备（集团）公司，转为科技型企业。2001年，提出“做大做强”的战略，实施劳动人事和分配制度改革，进入快速发展时期。2002年，与日本黑川纪章建筑设计事务所合作的郑州国际会展中心项目，标志着六院在民用建筑市场的突破。
2005年，顺利完成了转企后的第一个五年规划，快速适应市场。2006年，又提出了新的五年发展规划，继续推动院所的持续发展。
机械工业第六设计研究院（简称中机六院）创建于1951年，是国家大型综合设计研究院，全国勘察设计行业综合实力百强单位，隶属中央大型企业集团——中国机械工业集团有限公司。
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