二十世紀五六十年代，我國同時面對美、蘇兩個超級大國的軍事威脅和經濟封鎖，1960年，我們與曾經的“老大哥”關系破裂，雙方一度劍拔弩張，還曾揚言要對我們進行“外科手術”式的核打擊，1964年美國和我國鄰國越南在北部灣發生激烈海戰，戰事進一步升級，美國開始大規模轟炸越南北部，戰火隨時可能燒到我國，種種跡象表明，新的世界大戰隨時可能爆發。我國為了加強備戰，1964年我國開啟了聲勢浩大的三線建設。

　　西南的川、黔、滇，西北的陜、甘、寧、青，豫西、湘西、鄂西等十三個省市和地區為三線，當時我國的主要工業集中在一線地區的包頭、東北和東部沿海地區的一線地區，為了加強戰備，改變工業布局，大量一、二線的重點工廠、科研院所紛紛遷往三線地區，“好人好馬上三線”、“備戰備荒為人民”是那個時代的沖鋒號，上百萬名各個行業的精英告別家人、離開故鄉奔赴西部參加三線建設。因獨特的地理位置、豐富的自然資源，四川成為三線建設時期最重要的省份，當時四川有300多個遷建、新建、改擴建的大型三線項目，西南三線建設委員會的辦公機關就設在四川成都，負責四川、貴州、云南的三線建設。

　　德陽早在一五、二五期間，在這里就建有幾個大型項目，擁有“重裝之都”的美譽，德陽擁有一定的工業基礎，為此成為三線建設時四川乃至全國重要的建設區域之一，當時在德陽新建、遷建、改擴建的企業有東方電機廠、東方汽輪機廠、德陽耐火材料廠、第二重型機器廠等。

　　第二重型機器廠最初的名字為西南重型機器廠，始建于1958年10月13日，廠址位于德陽南郊，當時那里是一片水稻田，建設條件非常艱苦，建設者們住的是席棚子大通鋪，喝的就是稻田水。1959年5月，更名為德陽重型機器廠，先后修建了一號、四號、五號、鑄鐵、鍛壓等九個車間，1960年12月，再次更名為第二重型機器廠，此時正在經歷非常困難時期，1961年5月，第二重型機器廠項目緩建，這一時期，除了幾個收尾工程尚處于建設外，設備維護成為工作重點，技術骨干力量基本得到保留。

　　1964年我國展開三線建設，第二重型機器廠納入了三線月，第二重型機器廠展開萬人復工動員大會，1965年西南三線建設委員會要求三年內建成第二重型機器廠，當時黑龍江富拉爾基第一重型機器廠、沈陽重型機器廠、上海重型機器廠、太原重型機器廠派來大量技術骨干支援二重的建設，前后共有1322人入川。當時的建設者都有一股與天斗、與地斗的一個勁兒，他們不求索取，不求回報，心中只有一個想法，就是把建設做好，毛讓怎么干，就怎么干。在全體建設者不懈的努力之下，1971年12月，第二重型機器廠建成投產，當時主要生產大型軋鋼、鍛壓設備、電站設備、重型火炮、航空鍛件。

　　第二重型機器廠的設備非常先進，擁有一臺12000噸水壓機，這臺水壓機是從捷克斯柯達公司引進，用了2.5噸黃金，當時全國只有三臺萬噸水壓機。1974年12月，為河南舞鋼研制4200毫米特厚板軋機，這臺板軋機被稱為20世紀中國“軋鋼之王”。1987年10月，成功為寶鋼研制了2050毫米軋機，此時的第二重型機器廠已經擁有強大的研發和生產能力。

　　1980年，我國三線建設結束，三線企業紛紛改制、轉產，多數轉型失敗，但第二重型機器廠卻借助改革開放的春風而蓬勃發展，1978年到1990年，第二重型機器廠共研制新產品277項，其中7項填補了國內空白，76項達到國際先進水平，1981年與東方電機廠聯合研制的葛洲壩水電樞紐17萬千瓦水電機組獲得“科技進步特等獎”。

　　第二重型機器廠最輝煌的時候擁有近兩萬名職工，這些職工來自全國各地，在廠里能聽到各種方言，偌大的廠區就是一個小型城鎮，職工們的家在廠里，廠就是職工的家，當時廠區的配套設備非常完善，設有數個生活區，建有職工家屬樓、職工食堂、職工俱樂部、商店、糧店、子弟學校、電影院、燈光球場等，七八十年代以后廠內生活還是很豐富和優越的。

　　1993年8月，第二重型機器廠改制為中國第二重型機械集團，2013年7月，與國機集團重組，成為其全資子公司，從此開啟了新的發展時期。