机械工程学科始于1952年建校之初的金属切削加工学科，于1998年取得机械设计及理论硕士学位授予权，2011年获批机械工程一级学科硕士学位授予权，2016年获批军工制造及自动化国防特色学科，2021年获批机械工程一级学科博士学位授予权。机械工程是辽宁省“高校核心竞争力学科建设工程”优势特色重点学科和特色突出计划学科。
机械工程学科拥有飞行器快速试制技术研究教育部重点实验室、航空制造工艺数字化国防重点学科实验室、辽宁省航空发动机结构件数控加工与检测技术重点实验室、辽宁省高性能金属增材制造工程研究中心、辽宁省航空航天装备与机器人技术工程研究中心等科研平台。与航空工业沈飞、中国航发黎明等企业共建联合实验室，在数控加工与智能制造、增材制造与激光加工、机器人与航空装备形成学科方向、人才团队和科研平台的体系化。积极参与下一代航空发动机、舰载机等国家重大工程。承担了国家重点研发计划项目、国防科工局国防基础科研重大项目、军委科技委项目、国家自然科学基金项目等。解决了复杂薄壁件加工变形的技术难题，成功应用于航空发动机零件的精准制造并批量应用。金属复材叠层材料切削加工技术引领应用，实现四代战机制孔刀具国产化替代。基于特征分区的整体件结构增材制造技术，在舰载机起落架零件、钛合金主梁等关重件中成功应用。超声辅助/电磁搅拌辅助增材修复技术提升制件质量，在航空发动机零件损伤修复中规模化应用。研制的零件成功装备二代舰载机、重型战机、无人作战飞机、重型运载火箭、核电装备等型号的大国重器，相关设备、产线成功应用于国内知名航空航天领域企业，在实践中得到广泛应用。充分发挥先进制造技术带动能力强、辐射范围广的优势，推进辽宁先进制造产业的快速发展。关键技术成果助力沈阳富创、沈阳精合、沈阳中科煜宸、沈阳度维科技、辽宁五寰等辽宁省企业，推动辽宁全面振兴实现新突破。研究成果获国防科技进步一等奖和二等奖，中国航空学会科技发明一等奖和二等奖，辽宁省科技进步二等奖。
