中华人民共和国成立初期，国家建筑工程部派出以张恩树为首的考察团到苏联考察建筑机械化的有关问题，并于1956年2月组织筹建建筑机械化研究所。
1956年7月19日，国家建筑工程部发文成立《建筑组织及机械化研究所》，办公地址在北京北郊小黄庄。
1956年10月，经建筑工程部批准，建筑组织及机械化研究所并入建筑工程部建筑科学研究院，成为建筑科学研究院建筑组织与机械化研究室。
1957年底，研究室的大部分工程技术人员被下放到广东江门劳动锻炼。
1957年12月，国家建委建筑科学研究院（筹备）10余人并入建筑工程部建筑科学研究院建筑组织及机械化研究室。
1958年8月，下放到广东江门的人员回来组建建筑组织及机械化研究室。
1960年下半年，施工技术研究室与建筑机械研究室合并为施工机械化研究室。
1961年下半年，研究室又进行了组织机构调整，分为9个专业研究组。
1964年6月，经国家建委批准，施工机械化研究室再次更名为“建筑科学研究院施工机具研究所”，设有土石方室、吊装运输室、混凝土室、砌筑与装修4个专业室。
1966年6月，建筑科学研究院施工机具研究所由北京全部迁到西安市胡家庙重新建所。
1969年11月，国家建筑工程部将施工机具研究所划归建筑工程部第五工程局，业务范围仍然面向全国。
1970年初，机具所又由西安胡家庙搬迁到西安小南门外张家村，与西安安装技校合并为陕西省建工局建筑机械修造厂，合并后被编为陕西省建工局建筑机械修造厂的一个研究室。
1972年，根据国家建委的指示精神，下放到农场劳动的知识分子分批回原单位工作，当时名义上是恢复研究所，而实际上仍然是修造厂的一个研究室，工作按着国家建委下达的任务进行。
1977年9月，国家建委决定将陕西省建工局原建筑施工机具研究所收回，归国家建委建筑科学研究院领导，改名为建筑机械化研究所。
1978年，国家建委副主任任朴斋，建工总局副局长阎子祥和科技局局长兼建筑科学研究院院长张哲民和科技局程希局长等领导曾先后到西安视察工作并看望机具研究所的同志。
1980年秋，机械化所由西安搬迁到河北廊坊，从此建筑机械研究所有了自己的研究、生产、生活场所，为后来发展奠定了坚实的基础。
1984年，党的十二届三中全会发表了关于以城市改革为重点的经济体制改革的决定，科技体制开始进行改革。建设部把建筑科学研究院作为部的改革试点单位，建研院把机械化所作为院的改革试点单位之一。所党委于6月提出了机械化所的改革试点方案，经建研院党委批准后，于7月1日起开始实施科技改革。
1984年9月起，所里的党政工作分开，实行所长负责制和任期制，党组织发挥保证监督作用，支持所长按规定充分行使职权。
1989年，进行了战略调整，将单纯的技术转让转变为自主消化先进技术、制造产品、服务社会，实施技-工-贸一体化，踏上了科技产业化的征程。
1998年7月29日，中国建筑科学研究院建筑机械化研究所更名为“中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院”。
2000年，按照党中央、国务院关于应用开发型科研院所转制为科技型企业的科技体制改革战略部署，研究院自2000年10月起由科研事业单位转制为中央直属的科技型企业。按照中国建筑科学研究院的安排，建筑机械化研究分院和原建设部北京建筑机械综合研究所合并组建成北京建筑机械化研究院，分设北京部和廊坊部，廊坊部作为中国建筑科学研究院分支机构继续保留中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院名称开展相关业务。
2010年1月，研究院被国家知识产权局评为全国企事业知识产权试点单位。
2017年，根据国资委关于中央企业公司制改制的要求，北京建筑机械化研究院更名为北京建筑机械化研究院有限公司。
2018年，中国建筑科学研究院建筑机械化研究分院更名为中国建筑科学研究院有限公司建筑机械化研究分院。
