机械工程系，成立于 1932年，是清华大学最早成立的工科系之一。本着严谨求实、自强不息的精神，不仅为国家的科技发展造就了大批优秀人才，而且，在国民经济发展的各个时期，为国家的科技进步做出了突出贡献。
在上世纪50年代末期，在用高效电渣焊解决轧钢机架大型结构的制造及电渣焊技术的研究与推广方面在全国居主导地位，同时，在对球墨铸铁的理论和应用研究以及大型水压机的研究等方面也取得了重大成果。
在上世纪60年代，参加完成了我国第一台核反应堆池壳的焊接制造任务，并与企业合作设计制造了我国第一台真空电子束焊机。
改革开放以来，机械工程系所拥有的铸造、锻压、焊接、金属材料及热处理这4个学科均成为1981年我国的首批博士点，其中焊接学科于1988年被评为全国首批重点学科。在大型铸锻件成形过程模拟技术和质量控制、新型 MIG焊接电弧控制法、大型钢丝缠绕预应力压机、奥贝体球墨铸铁磨球、逆变弧焊电源等方面均取得重大成果，获国家级奖励16项，如新型 MIG焊接电弧控制法获国家发明一等奖(1984)、FG及F-FG密栅云纹版分别获国家发明三等奖(1981)和二等奖（1984）、造型材料发气性能测试方法及仪器获国家发明三等奖（1987）、大型钢丝缠绕预应力系列压机获国家科技进步三等奖(1998)。
1997年国务院学位办公室对所有学科进行了调整，新整合的“材料加工工程学科”于2001年参加学科调整后的首次全国重点学科评选，以满分的成绩位居本学科全国第一名。2004年在学科整合的基础上成立了“清华大学先进成形制造重点实验室”，2006年2月经教育部组织的专家论证，成立了“先进成形制造教育部重点实验室”(筹)。目前机械工程系正依托学科的发展和先进的实验平台，实现其发展目标：使得机械工程系在学术方向、学术声誉、研究水平、研究队伍、人才培养、实验装备、研究经费等方面在国内本领域中具有整体领先水平和综合优势，取得在国际学术界具有重要影响的科研成果，并为国民经济建设、重点项目和重点工程做出贡献，为国家培养出多样化的高素质创新人才。
