学校的前身是成立于1958年的北京机械学院和成立于1960年的陕西工业大学。北京机械学院由北京机器制造学校、北京工业管理学校和北京工业干部学校组建而成。
三校的办学历史分别可追溯到成立于1945年的国立北平高级工业职业学校、成立于1937年的北平市立高级商科职业学校和1952年成立的沈阳工业干部学校。北京机械学院隶属第一机械工业部，1969年搬迁至陕西汉中，1972年迁至西安。
1972年，北京机械学院和陕西工业大学合并组建陕西机械学院，隶属第一机械工业部。1994年，学校经批准更名为西安理工大学。1998年，学校划转陕西省，管理体制调整为中央与陕西省共建，以陕西省管理为主。2002年，陕西省批准西安仪表工业学校整体并入西安理工大学。
