牡丹江机车工厂是日本侵略者占领东北时，为了增加检修机车、车辆的能力而建立的。 建厂时称为“牡丹江铁道工场”，由南满洲铁道株式会社铁道总局的工作局管辖。1938年1月 15日破土动工，建厂的具体工作由工场建场事务所负责。投资总额为16431000元（伪满币） 。其中：建筑物为7211000元，机械设备为6980000元，材料为2090000元，其它为150000元。 1940年12月1日，牡丹江铁道工场初步建成，正式投入机车修理。当时职工总数为500人，其 中有工人307人。工厂设计的生产能力为年检修机车280台。为扩大修车品种，同年12月21日 货车职场破土动工，于1942年4月1日建成投产。检修货车的设计年生产能力为2000辆。当年 ，检修机车105台、货车385辆。该厂还准备建筑新厂房修理客车，客车职场的基础虽已打好 ，但直到1945年日本战败投降时，也未能建成。
　　　　牡丹江铁道工场主要负责牡丹江铁道局管辖内15个机关区（机务段）的400台机车以及2 500辆货车的检修。检修所需的简单部件均由本工厂制造。而复杂部件则由皇姑屯、齐齐哈尔 、哈尔滨、新京（长春）、大连等铁道工场及日本国内供应。在日伪统治时期，工厂的生产 发展非常缓慢，直到日本投降前，也未能达到原设计的生产能力。
　　　　在日伪统治时期，工厂的技术力量以日本职工为主，他们大都毕业于大连铁道工场技术 人员培训班。当时招收的中国工人大多是力工和徒工。1940年10月，哈尔滨铁道学院为牡丹 江铁道工场培养了一批约150名养成工，这批养成工进场时年龄大都在14—16岁之间，主要从 事翻砂、锻冶、钳工、旋工等工种的劳动。日本侵略者以各种手段来扼制中国工人。工厂设 有调查系和警护分团，各职场都设有“善邻班”，随时监督工人的行动。警护分团成员大部 分是日本人，均配有枪支。工人们上班要挂牌，下班被搜身，在警护分团持枪日夜看守的情 况下，工人们每天都要从事10小时以上的繁重劳动。
　　　　1945年日本投降前夕，8月12日，工场长小岛博带领日藉职工和家属撤离牡丹江。13日， 铁道工场主厂房遭到战火的严重破坏，成为一片废墟。16日，苏联红军进入牡丹江市，工场 保留下来的设备被以“战利品”名义运往苏联。 1946年，东北铁路总局成立后。为支援解放战争，总局决定将哈尔滨市东郊三棵树机关车（ 机车）工场迁往牡丹江，重建牡丹江机车工厂，并定名为“牡丹江铁路工厂”。
　　　　1946年12月10日，重建工作开始。抽调9名设计人员承担了厂房建筑、机械安装、暖气、 电气、给水、排水等项设备的设计任务。工厂的厂房建筑以投标的方式承包给牡丹江市吉顺 营造公司（私营）。为解决人才不足的困难，聘用了牡丹江市工电处工人770人，其中：配线 工人300名，厂外电线修理工人120名，铁道线工人350名。在重建中，抽调部分搬迁人员，成 立了牡丹江机务总段，安装小型机械设备，开始检修机车。
　　　　重建工作于1947年6月15日完成。重建的牡丹江铁路工厂共建厂房21962．5平方米；安装 各种机械设备330台，其中，各种机床、动力和衡压剪等主要设备273台。主要产品是检修蒸 汽机车兼生产一部分铁路用配件。第一任厂长为石玉永、总工程师为森川善雄（日藉）。投 产时，全厂共有职工431人，其中生产工人369名。工厂的职能部门有厂长室、经理科、总务 科、材料科；生产单位主要有装车分厂、铆锅分厂、机械分厂、翻砂分厂、锻冶分厂和工具 分厂。
　　　　1949年后，牡丹江铁路工厂划归中央人民政府铁道部厂务局领导。许世勤接任厂长，并 根据铁道部苏联专家组建议，委派苏联专家缅得月茨基任副厂长（1950年5月离任）。1950— 1952年，工厂归铁道部东北特派员办事处领导。1953年，工厂改称为“牡丹江机车修理工厂 ”，隶属铁道部机车车辆修理局。自1954年起，改属铁道部机车车辆工厂管理局。
　　　　1953年，工厂开始第一阶段技术改造，扩建和新建部分厂房，扩大机车检修的生产能力 。在50年代后期，为适应工艺流程改变的需要，新建了可容纳两个台位的机车准备室和冲洗 库；在机车主厂房北侧续建水箱车间3780平方米；在原水箱车间位置上改建、扩建机械车间 2268平方米；新建机修车间2268平方米；在原铸铁车间分别续建铸铜部和清砂间224平方米； 扩建木型库399平方米；扩建利材车间加工间420平方米。为适应由修理转制造的需要，还新 建新水箱、第二机械、铸钢等作业厂房8078平方米。
　　　　1953年后，根据铁道部的指示，该厂开始实行“一长制”的管理制度。1956年，取消“ 一长制”，实行党委领导下的厂长分工负责制和职工代表大会制。
　　　　1958年，工厂改名为“牡丹江机车工厂”。工厂的产品结构由机车修理转为机车制造。 1958年底，工厂接受新制HP型蒸汽机车的生产任务。1960年新造YJ型和XH型蒸汽机车。1961 年，根据铁道部提出的“先修后造、以修为主、质量第一”的指示精神，重新转入了检修蒸 汽机车。
　　　　1961—1972年间为第二阶段技术改造。主要对辅助生产车间进行改建、扩建。在60年代 后期至70年代初期，扩建准备室1620平方米，冲洗库705平方米，动力锅炉房3365平方米，油 库450平方米；增建乙炔站459平方米，材料场库房1728平方米，军工车间864平方米。到197 2年末，工厂厂房总面积为68864平方米。
　　　　“文化大革命”开始后，工厂的机构设置多次变动。1967年，工厂有职能科室18个，车 间18个，职工总数为3224人，其中工人为2227人。1968年，各职能科室撤销，373名科室人员 下放生产劳动。“造反派”夺权，成立了“牡丹江机车工厂革命委员会”，下设政工组、生 产组、武卫组（人民武装和治安保卫）和后勤组。1969—1971年，工厂实行军事编制，改车 间为“连”。1969年10月，工厂向河南省洛阳市洛阳机车车辆工厂迁去职工1080人，各种设 备184台。1972年，工厂恢复了计划科、技术科、生产调度科、检查科、设备科、物资科、劳 资科、财务科等职能科室，生产单位又改为车间。1978年，工厂撤销“革命委员会”，恢复 党委集体领导下的厂长分工负责制和职工代表大会制，由张桐勋任厂长，王太奎任党委书记 。设立了厂部办公室，职能科室增加到24个。职工总数为4246人，其中工人为3036人。
　　　　1973—1982年间为第三阶段技术改造。主要是为达到年检修蒸汽机车550台的综合生产能 力，进行了一系列改造，总投资560万元。这期间完成的改造项目主要有：扩建联合厂房231 0平方米，机车冲洗库972平方米，机车库630平方米；新建附属品车间1608平方米，喷漆间9 72平方米，管子间840平方米，机车整体冲洗厂房901平方米，木型库1600平方米。还新建电 气车间1960平方米，扩建变电所60平方米。至1982年，工厂厂房总面积为91597平方米。经过 第三阶段的技术改造，工厂年修蒸汽机车生产能力达到430台。
　　　　为了达到年修机车550台的综合生产能力，工厂规划在1983—1990年间进行第四阶段的技 术改造。这项规划共有11个项目，总投资1000万元。先期工程扩建准备室4个台位1296平方米 。新建利材车间3576平方米，动力锅炉房2100平方米。截止1985年末，准备室已建成投产； 厂修机车生产形成了4个作业区，即：解体、制备、部件组修和机车总组装。工厂生产建筑面 积达10840

平方米，其中机车检修系统厂房面积为32487平方米。
　　　　1983年，厂级领导班子进行了调整，孟祥海任厂长。根据铁道部对企业整顿提出的要求 ，工厂建立了一整套以“包、保、核”①（①“包、保、核”即经济责任承包、制订保证措 施、进行考核。）为主要形式的岗位经济责任制。1984年，经铁道部企业整顿验收组检查， 验收合格，成绩优秀。
　　　　牡厂经过企业整顿，经济效益有了明显提高，工业总产值1981—1985年每年都突破了20 00万元，其中1984年为2290万元，1985年为2254万元，都高于前三年水平，利润提高的幅度 也比较大，1981—1983年分别为73万元、196万元和87万元。1984年为216万元，1985年为43 2万元。检修机车一等品率1984年和1985年都达到98%以上。