1952年，北京诞生了北京机械化农业学院，其初始设有农业机械化系和农机专科等专业，标志着学院的初创阶段。
随着历史的推进，1953年，学院更名为北京农业机械化学院，进一步明确了其在农业机械领域的专业定位。
1959年，学院增设了农业机械设计制造专业，并成立了农机设计制造系，随后又增添了拖拉机设计制造专业，专业体系逐渐完善。
1972年，内燃机设计制造专业加入，为学院的机械设计领域注入新活力。1978年，农机修造专业也被增设，强化了维修与制造的结合。
1984年，学院增设了农产品加工工程系和农畜产品加工工程专业，拓展了农业产业链条。1985年，农业机械设计制造系改名为农机工程系，对外又称机械工程系，显示出其在机械工程领域的深入发展。
1985年的更名——北京农业机械化学院变身为北京农业工程大学，标志着学院的学术地位进一步提升。1987年，筹备了设备工程与管理专业，进一步丰富了教学内容。
1988年，工程机械专业被增设，强化了学院在农业机械领域的多元化发展。1990年，车辆工程系组建，推动了学院在交通运输领域的研究。
1993年，机械电子专业和模具专业相继建立，为学院的科研实力注入了新的元素。1995年，机械系与制造系合并，成立了农业工程学院，对外仍以机械工程学院的名义运营。
1996年，车辆工程系进行了改组，转变为车辆工程学院，进一步明确了学院在汽车领域的专业方向。2002年，历史性的时刻来临，车辆工程学院、机械工程学院和农业工程研究院合并，共同组成了强大的中国农业大学工学院，奠定了其在工程技术领域的坚实基础。
中国农业大学工学院系2002年8月学校整合工学门类部分骨干学科专业群，由原机械工程学院、车辆与交通工程学院和农业工程研究院三个单位共同组建而成的。工学院教学科研办公用房总面积达1.9万平方米，设施、设备以及科研、教学条件先进。学院下设农业工程、车辆与交通工程、机械设计与制造和机电工程4个系。现有本科生1500余名，硕士研究生401名（含专业学位研究生），博士研究生124名。