機械工程學院原名化工機械系，成立于1978年，是我校最早的系(部)之一；1990年更名為機械工程系；2000年學校機構改革，定名機械工程學院。

機械工程學院黨委下屬19個黨支部，其中教工黨支部5個，本科生黨支部8個，研究生黨支部6個。學院現(xiàn)有機械工程、能源與動力工程、環(huán)境工程、機器人工程（2019年新增專業(yè)）、新能源科學與工程（2021年新增專業(yè)）、智能制造工程（2024年新增專業(yè)）6個本科專業(yè)。機械工程專業(yè)、環(huán)境工程專業(yè)、能源與動力工程專業(yè)獲批國家一流本科專業(yè)建設點。學院有機械工程、環(huán)境工程、動力工程及工程熱物理3個一級學科，其中機械工程學科為北京市高精尖學科，有機械工程、環(huán)境工程2個學術型碩士學位授權點，機械、資源與環(huán)境、能源動力3個專業(yè)學位碩士點。擁有光機電裝備技術北京市重點實驗室、深水油氣管線關鍵技術與裝備北京市重點實驗室、能源工程先進連接技術北京高等學校工程研究中心等科研平臺。

學院現(xiàn)有長江學者特聘教授1人、國家杰出青年科學基金獲得者1人、新世紀百千萬工程4人、長城學者4人、北京市高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才2人、北京市教學名師3人、北京市優(yōu)秀教師2人、北京高校優(yōu)秀共產黨員2人、北京高校師德標兵2人、北京市三八紅旗手1人、3名教師入選“2022年度全球前2％頂尖科學家排行榜”（其中1名教師榮登“終身科學影響力排行榜”）、1名教師榮獲北京市“最美高校輔導員”。

近年來，在上級黨組織和學校黨委的正確領導下，北京石油化工學院機械工程學院黨委以黨的建設為引領，統(tǒng)領學院的學科建設、師資隊伍建設、科學研究、人才培養(yǎng)、社會服務等多方面工作，推進轉型發(fā)展，走持續(xù)內涵式科學發(fā)展之路，取得了新的突破。學院擁有“全國高校黃大年式教師團隊”1個、“北京市工人先鋒號團隊”1個。