吉林大学机械与航空航天工程学院的前身是长春汽车拖拉机学院机械制造系，于1955年由交通大学、华中工学院和山东工学院等十几所高等院校支援创建，同年在全国首批招收研究生。1997年12月，吉林工业大学机械工程系、工程机械系合并，整合农机工程学院的农机工程系、实验室及“机械设计及制造”专业，组建机械科学与工程学院。2000年，原吉林大学、长春科技大学、长春邮电学院相关专业以及原吉林工业大学力学系整体并入，成立吉林大学机械科学与工程学院。2018年6月，在机械科学与工程学院的基础上，成立机械与航空航天工程学院。2018年1月，吉林大学工程训练中心划归学院管理；11月，吉林大学链传动研究所依托学院统筹管理。
学院的机械工程学科于2007年被遴选为一级学科国家重点学科。2017年，整合学院资源统筹建设的机械电子工程学科被遴选为国家国防特色学科。在国家“双一流”建设中，以机械工程作为牵头学科的机械与仿生工程学科群，被教育部批准为吉林大学重点建设的一流学科群。在全国第四轮学科评估中，机械工程学科评估结果为A-；在第五轮学科评估中，又取得了新突破。所在的工程学ESI排名进入全球前1‰。
学院1981年获机械工程、机械学、工程机械全国首批硕士点，1986年获工程机械专业博士学位授予权，1998年获机械工程一级学科博士学位授权点，2011年获全国首批先进制造领域工程博士学位授权点，2018年获批力学一级学科博士学位授权点，建有机械工程和力学2个博士后科研流动站。拥有国家工科机械基础课程教学基地、国家级机械基础实验教学示范中心、中国一汽—吉林大学国家级工程实践教育中心、国家级机械虚拟仿真实验教学中心、全国工程专业学位研究生联合培养示范基地、教育部高等学校机械虚拟仿真教学创新实验室等6个国家级人才培养平台。机械工程、工业工程为国家级一流本科专业，工程力学、智能制造工程为吉林省一流本科专业。拥有9门国家级一流本科课程。
学院拥有数控装备可靠性教育部重点实验室等10余个部省级科技创新平台；正在建设吉林大学智能制造研究院、吉林大学航空航天工程研究院和吉林大学重庆研究院；交叉建设汽车底盘集成与仿生全国重点实验室、工程仿生国家地方联合工程实验室。此外，国家链条质量检验检测中心、全国链传动标准化技术委员会及ISO/TC100国际标准化技术委员会秘书处，也依托吉林大学链传动研究所建设。
学院拥有一批国家级高层次中青年人才，有吉林大学唐敖庆学者23人。在编教职工288人，其中专任教师147人（教授67人、副教授53人）。在站博士后17人，其中鼎新学者13人。
经过近70年的建设，学院发展成为在校本科生1500余名，在校博士、硕士研究生1000余名，教职员工280余名的装备制造业公认的高层次人才培养和科技创新基地。培养了以中国科学院院士王立鼎、闫楚良和中国工程院院士马玉山为代表的2万余名毕业生，获得了国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家级教学成果奖等一批国家和部省级科技、教学成果奖，为我国装备制造业的发展做出了重要贡献。
今后，学院将以国家“双一流”建设为契机，秉承机械工程一级学科国家重点学科优势特色，围绕“四个服务”致力于培养卓越工程师和领军人才，围绕“四个面向”致力于一流科技创新，不忘初心、砥砺前行，为落实立德树人根本任务、实现中华民族伟大复兴的中国梦不懈奋斗！