1949年9月，改名為機械工業管理局機械職業學校。

1950年8月，改為中等專業學校，校名為機械工業管理局機械高級職業學校，開始面向全國招生。

1952年10月，學校北遷至長春市，改名為機器工業學校。1954年改名為長春機器制造學校。  

1955年5月，經第一機械工業部批準，學校回遷沈陽市，改名為沈陽機器制造學校。

1958年8月，隨著全國經濟建設和教育事業的發展，學校由中專學校晉升為工科大學，校名為沈陽機電學院，隸屬沈陽市。建院同年，沈陽業余機械學院和沈陽業余工學院并入，1959年沈陽市鐵西區工業大學并入。

1979年，學校開始招收第一屆研究生。

1981年，鑄造、電子儀器及測量技術兩個學科首次獲得碩士學位授予權，當時的本科各專業獲學士學位授予權。

1984年，經教育部批準，創辦函授教育，面向全國招生，在全國25個省、市、自治區設65個函授站。

1985年6月10日，遼寧省人民政府和機械工業部對沈陽機電學院實行聯合辦學，沈陽機電學院改名為沈陽工業大學。

1988年2月，經國家機械委批準，成立成人教育學院。

1990年10月，經國務院學位委員會批準，被列為新增博士授予單位，電機學科獲博士學位授予權，唐任遠教授為博士生導師。

1996年，電器學科獲博士學位授予權。

1998年，材料加工工程學科獲博士學位授予權。同年，國家對專業學科目錄調整，三個博士點被調整合并為兩個：電機與電器、材料加工工程。

1992年起，我校一批實驗室、研究所被批準為教育部、省、市工程技術中心和重點實驗室。

從2000年開始，我校開展國際合作辦學，首先與英國魯頓大學合作舉辦計算機科學與技術專業“2＋2”接續性本科生培養項目。2001年10月，又與澳大利亞格里菲斯大學簽訂采用“2＋2”合作辦學模式培養商學士的中外合作辦學協議，并于當年在國際經濟與貿易、國際會計兩個專業開始招生。2002年學校成立國際教育學院，對國際合作辦學項目進行集中管理。2003年國務院學位辦批準我校與美國班尼迪克大學合作培養企業管理碩士研究生（MBA）項目，2004年6月首批學生入學。

2001年，電氣工程一級學科獲準建立博士后科研流動站，電機與電器學科獲準為國家重點學科。

2001年12月，唐任遠教授當選國家工程院院士。

2002年2月，原遼陽石油化工高等專科學校整體并入我校，成為沈陽工業大學遼陽分校。

2002年11月8日，國家科技部批準我校組建國家稀土永磁電機工程技術研究中心。

2006年1月25日，在國務院第十次學位授權審核中，我校新增博士點2個：機械設計與理論、測試計量技術及儀器，新增一級學科碩士點5個：機械工程、儀器科學與技術、材料科學與工程、生物醫學工程、工商管理，凈增碩士點16個：車輛工程、流體機械及工程、精密儀器及機械、信號與信息處理、應用數學、凝聚態物理、應用化學、結構工程、工程力學、技術經濟管理、旅游管理、科學技術哲學、民商法學、馬克思主義中國化研究、化學工藝、生物醫學工程。

2008年3月，中央校區一期工程竣工并投入使用。

2019年，學校被遼寧省確定為沖擊國內一流大學重點建設高校。

2023年11月，獲批管理科學與工程博士后科研流動站。

2024年8月，學校入選中組部工程碩博士改革專項試點高校，獲批學校首個專業學位博士點（能源動力）。成立卓越工程師學院。