甘肃省立工艺学校时期
1919年5月，甘肃省署创办甘肃省立工艺学校，委任牛载坤为第一任校长。
1921年，改制为为甘肃省立甲种工业学校，具有实业救国思想的水枏继任校长。
1924年，为甘肃省立工业学校
1927年，为甘肃省立工科职业学校;
1929年，为甘肃省立第一工业学校;
1936年，为甘肃省立兰州工业职业学校;
1944年，改为甘肃省立兰州高级工业职业学校;
1949年8月26日，兰州宣告解放，甘肃省立兰州高级工业职业学校。
1950年12月，甘肃省委任命周笃彦为第一副校长，1956年1月，改任校长。
甘肃省兰州工业学校时期
1952年11月26日，经西北军政委员会教育部批准，学校改名为甘肃省兰 州工业学校(简称兰州工校)，归属甘肃省工业厅领导。
1954年，电机制造工业部领导学校，关系由地方转移到中央。 1956年，城市建设部和电机制造工业部协商决定，把土木科从兰州工校分离出来，另建立由城市建设工业部领导的、城市建设总局代管的兰州城市建设工程学校，并投入基本建设资金，平整校址场地，修建了第一幢教学楼(即今7号楼)，筹建工作开始。
1952年，报经甘肃省工业厅同意，兰州市政府批准，在兰州市七里河区兰工坪划拨土地420亩，建设永久性新校舍。
1954年下半年，经过全校师生的共同努力，学校由萃英门旧址迁入兰工坪新址。
1953年10月，将纺织科三年级学生24名和教职员工8人，合并于陕西咸阳纺织工业学校。同年9月，秦安、临洮两县工业学校的化工科并入学校。
甘肃工业大学时期
1958年4月，中共甘肃省委决定将学校改建为兰州工学院。9月，中共甘肃省委、省人民委员会决定将甘肃交通大学并入兰州工学院，组建甘肃工业大学，10月正式命名。
1965年3月，学校划归国家第一机械工业部，同时将哈尔滨工业大学富拉尔基分校(原东北重型机械学院)的水力机械、化工机械、石油矿场机械和北京机械学院(现西安理工大学)的焊接工艺及设备等专业整建制迁入，并从湖南大学、合肥工业大学等重点高校抽调一批优秀基础课教师充实到学校师资队伍。
1971年，学校开始招收工农兵学员，在机械制造、铸造、焊接、水力机械、液压传动、化工机械、工业与民用建筑等7个专业共招收学生382名，学制为3年。到1976年，学校共招收了7届学员，计2020名(含工人试点班)。
1981年，国务院学位委员会批准学校为国内首批硕士学位和学士学位授予单位，流体机械及流体动力加工学科为具有硕士学位授予权;机制、铸造、焊接、热处理、水机、液压、矿机、化机、工企、工民建等10个专业均具有学士学位授予权。
1998年8月，学校由机械工业部领导转制为"中央与地方共建，以地方管理为主"的院校。
2000年，学校开始筹建西校区。
兰州理工大学时期
2003年4月，经教育部、甘肃省人民政府批准，学校更名为兰州理工大学。
2012年12月，东南大学对口支援兰州理工大学正式签约，成为甘肃省第二家得到教育部高校对口支援的高校，也是2012年教育部推出对口支援6所高等学校之一，并成为国家"中西部高等教育振兴计划"重点建设高校。
2013年3月，学校设立兰州理工大学研究生院。
2013年9月，学校在酒泉市设立新校区，与酒泉市政府共建兰州理工大学新能源学院。同时，兰州理工大学温州研究生分院在浙江成立。
2015年8月，甘肃省人民政府与中华人民共和国工业与信息化部国家国防科技工业局签署共建兰州理工大学，成为甘肃省第一所省局共建重点大学。
2016年6月，国家国防科技工业局在“国防科技工业创新大会”和“国防科技创新基地和特色学科座谈会”上对兰州理工大学进行共建授牌； 7月数据显示，兰州理工大学工程学学科（Engineering）首次进入ESI世界排名前1%行列。
2017年3月，学校入选教“国家国防教育特色高校”、 材料科学学科(Materials Science)首次进入ESI世界排名前1%； 7月，甘肃省政府、教育部、国家国防科技工业局联合签署《关于共建兰州理工大学的意见》，这标志着兰州理工大学继西北师范大学后，成为甘肃省第二所省部共建高校。 11月，学校获评第一届全国文明校园荣誉称号。
