中国机械科学研究总院集团有限公司艰苦创业一机部1956年3月6日以机技研字第66号文正式通知成立三个部属研究院，即机械科学研究院、工艺与生产组织研究院和工具科学研究院

同时决定将上海综合工业试验研究所改名为上海材料应用科学研究所，并与一机部三局重型机械研究室一并划归机械科学研究院领导；与东北工学院合办沈阳矿山机械研究室；决定将中南综合试验研究所改名为武汉热处理工艺研究所、东北综合试验研究所改名为沈阳铸造工艺研究所，并划归工艺与生产组织研究院领导；与哈尔滨工业大学合办哈尔滨焊接工艺研究所

两院建院初期均在北京市苏州胡同办公

1957年工艺与生产组织研究院迁移至首体南路办公

1958年，一机部各专业局相继建立产品研究所

同年5月8日一机部以机技字119号文通知将机械科学研究院和工艺与生产组织研究院合并为机械制造与工艺科学研究院

1958年6月对院属四个研究所正式命名为：上海材料研究所、武汉材料保护与热处理研究所、沈阳铸造研究所和哈尔滨焊接研究所

1959年底改名为机械科学研究院

  1959年至1966年的八年是机械科学研究院成长与发展阶段

“大跃进”和随之而来的三年困难时期使院的各方面工作均受到了一定影响

自1959年9月至1964年相继建成了一、二、三号试验楼和试制工厂以及四号楼的基础工程

先后建立了三十四个各类试验室

根据院所专业发展的需要，一机部于1958年11月29日以机教汪字第97号文正式批准成立了北京机械科学技术学院，设有结构强度（后又分设齿轮传动、液压两专业）自动化、铸造、焊接、热处理、压力加工六个专业

二十世纪六十年代初，国家处于经济困难时期

1960年、1961年连续两年大幅度精简下放，院部从1960年的1674名职工减到891人，精简下放47%

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