大同机车技师学院创建于1958年。1985年被确定为铁道部重点技工学校，1991年经山西省重点技工学校评估组全面评估，以全省最好成绩评定为省级重点技工学校。1994年学校全面通过了国家劳动部的评估验收，被确定为国家级重点技工学校，是山西省首批进入国家重点技工学校行列的机械类技工学校。1994年10月学校设立山西机械行业国家职业技能鉴定所。2004年5月经国家劳动和社会保障部批准确定为高级技工学校，并被中国北车集团确定为电力机车培训基地，2005年11月被劳动和社会保障部批准为国家高技能人才培训基地（机电项目），2006年3月被批准为技师学院，2006年通过了ISO 9001质量管理体系认证审核。2008年被国家劳动部确定为国家高技能人才培养示范基地。2012年学校被批准为国家中等职业教育改革发展示范学校立项建设单位。
学校位于美丽的历史文化名城山西省大同市，北面距离世界文化遗产“云岗石窟”仅20公里，南面紧邻京大、大运高速公路，环境优美，景色宜人，是学习、工作、生活的理想场所。建校57年来，学校办学规模不断扩大，办学条件根本改善，教学质量稳步提高，办学层次日益提升，办学实力显著增强，累计培养合格的具有中、高级操作水平的毕业生4万余名。目前学校占地面积77922平方米，建筑总面积78295平方米，现有在校中等职业学生4000余人，各类函授学员1000余人。学校设有机床切削加工、数控加工、电气自动化设备安装与维修、冷作钣金加工、机械设备装配与自动控制、焊接加工、铆焊加工、计算机动画制作、汽车维修等专业（工种），并开设了相应的高级工班和技师班。
学校教学设施先进、装备齐全，拥有满足教学、生产、生活需要的教学楼、实训楼、生产实习厂房、多媒体网络教室、计算机教室、各类实验室、演示室、图书馆阅览室、学生公寓、餐厅、文体活动中心及标准400米跑道的田径运动场、篮球、排球、毽球、网球场等设施，办学条件一流。学校师资力量雄厚，教师队伍结构合理、规模适宜、业务素质较高。特别是，学校多年来建有一支稳定的集职业技术培训和技术等级考评鉴定的、既懂理论又有丰富的生产实践经验的复合型、一体化教师队伍，其中2名教师成为全省高技能人才的杰出代表，受到省政府表彰，是享受省政府津贴的高级技师，还有6名教师荣获省政府授予的“三晋技术能手”称号，在国家级、省市级、集团公司举办的职业技能大赛中多次取得优异成绩。
学校始终坚持面向企业、面向社会与生产一线零距离办学的方向，培养德智体全面发展、职业能力突出、发展潜力大、创新能力强、综合素质高的实用型技能人才。在办学过程中，产教研结合，多元办学，注重学生操作技能和综合素质的培养，做到以产助教，以教促产。技能训练课题教学主要在校内完成，并以中国北车集团大同电力机车有限责任公司、中国重汽大同齿轮集团等企业为生产实习基地，积极参与同车公司的技术改造、攻关项目，进行新产品的研制开发。由于校企结合得紧密，我校的毕业生实践动手能力非常强，综合素质高，深受用人单位青睐，社会信誉好，近年来学生就业率始终保持在98％以上，并在山西省乃至全国职业院校学生技能大赛中连创佳绩。2012年我校学生获得第四届全国技工院校技能大赛高级车工组第一名和第四名，实现了山西省在全国该类赛事中冠军零的突破；2014年，我校学生获得山西省中职院校、技工院校职业技能大赛机电项目第一名的好成绩。2009年学校承办了中央企业职工技能大赛数控车工决赛。2013年学校又承办了中国北车第六届职业技能大赛等。2015年，我校学生薛强、闻海焘获山西省第九届职业院校技能大赛机电一体化设备组装与调试项目中职组一等奖，学校获山西省第十一届技工院校职业技能大赛优秀教学组织奖。我校德育教案、学生摄影作品在全国技工院校社会主义核心价值观主题教育系列比赛中获两项一等奖、一项三等奖。我校的教学质量、教学管理、教学改革成果在各种大赛中得到了充分展示，学校也因此受到家长、社会各届的更多关注。学校被评为全国百佳诚信技工学校，连年被评为山西省技工教育先进单位、大同市劳动和社会保障培训工作先进单位、职业培训先进集体、山西省卫生先进单位等，并被中华全国总工会评为全国职工教育培训优秀示范点，2014年被山西省人社厅授予“山西省职业培训示范基地”称号。《光明日报》和《消费日报》对我校取得的办学成果给予了大篇幅的报道。
同时学校积极盘活教育资源，开展联合办学。与太原理工大学、天津工程师范学院联办本、专科的学历教育，承办中央党校、国家开放大学函授本、专科学历教育。依托于学校的大同机械行业国家职业技能鉴定所，借助各种培训积极开展职业资格鉴定工作，取得了良好的成绩。
目前，学历教育与职业技术培训、职业技能鉴定相结合的多层次、多功能办学模式已经形成，在学校升格为高级技工学校、技师学院，成为中国北车集团电力机车培训基地、国家高技能人才培养示范基地、国家中等职业教育改革发展示范学校立项建设单位后，大同机车技师学院正以全新的面貌迎接新的挑战，在培养中、高级技能人才丰富经验的基础上，更好地立足于大同市、山西省及轨道交通装备制造业，服务全国，为地方的经济建设和社会发展做出更大的贡献，为我国的现代化建设输送更多的技能型人才。
