哈尔滨工业大学历来重视机械工程实验教学，为了进一步改革教学体系和课程体系，加强实验教学，整合学科优势，建立有利于培养学生实践与创新能力的实验教学体系。本着“集中建设、资源共享”的原则。2005年12月，学校在原有“国家工科机械基础课程教学基地”的基础上，通过整合“
工程训练中心”和“机电工程学院专业教学实验中心”组建成立了哈尔滨工业大学机械工程实验教学中心。实验教学中心建制相对独立，实行校、院二级管理。
哈尔滨工业大学“国家工科机械基础课程教学基地”经原国家教委批准于1996年开始建设，并于2004年通过国家验收。它的前身机械原理教研室和机械零件教研室均成立于1952年，是我国最早成立的同类教研室。
工程训练中心（1999年成立）是全国高校首批利用
世界银行贷款建设的11个工程训练中心之一，是在原学校工厂实习车间、学校电子工艺实习中心、金工教研室、金工实验室的基础上联合组建起来的。
机电工程学院专业教学实验中心（2004年成立）由原来的机械制造及自动化实验室、机械电子工程实验室和流体控制及自动化实验室等7个专业实验室组建而成；其中机械制造及自动化实验室的前身机床实验室、刀具实验室和工艺实验室成立于1953年，是我国最早成立的同类实验室。
机械工程实验教学中心继承哈尔滨工业大学重视实践性教学的优良传统，发挥哈尔滨工业大学工程能力和创新能力培养方面的优势和特色，建立以工程训练、机械基础实验和专业实验相结合的实验教学管理新体系，加强综合性、设计性、创新性实验教学体系建设。
实验中心先后得到“国家工科机械基础课程教学基地建设”、
世界银行贷款、“
211工程”和“
985工程”等多项建设项目的经费支持。经过多年建设，实验中心取得了丰硕成果。实验中心完成的“加强实践性教学环节，强化设计能力培养，建立机制专业学生能力培养体系”的实践教学研究项目，获1993年度国家优秀教学成果一等奖。
近5年来，实验中心获得国家教学成果二等奖3项、全国优秀教师奖1项、国家精品课程1门 、省精品课程3门、省教学名师2名等教学成果。近5年来，中心人员承担
国家自然科学基金、国家“863项目”和国防预研等重大科研项目30余项，科研总经费达4510万元；发表SCI检索论文40余篇，获国防科技进步三等奖2项等科研成果。