早在1919年，西南交通大学的前身——唐山交通大学就成立了机械工程系，开展机械工程教育。在长期的办学历程中，形成了“严谨治学，刻苦钻研”的优良学风，西南交通大学的机械工程教育得到了长足的发展，由最初的机械工程系壮大为今天的机械工程学院。同时也为国家培养了大批高级机械工程科技人才。我国著名机车车辆专家、中国科学院院士、中国工程院院士沈志云教授就是其中的杰出代表。
机械工程学院依托“牵引动力国家重点实验室”，具有“机械工程一级学科”博士学位授予权和“机械工程博士后科研流动站”。我院已形成了以机械工程学科为龙头的相关学科群，包括：机械制造及其自动化，机械电子工程，机械设计及理论，车辆工程，载运工具运用工程，供热、供燃气、通风及空调工程（以上6个二级学科均具有博士学位授予权），测试计量技术及仪器，动力工程及机械等。最近，经国务院学位办备案，我校在机械工程一级学科下自主设置的“城市轨道交通技术与装备”和“驱动技术与智能系统”两个二级学科也具有博士学位授予权。目前，学院共有10个二级学科，其中机械设计及理论，车辆工程和载运工具运用工程3个学科设有长江学者奖励计划特聘教授岗，并均有优秀青年学者上岗。