1952年，北航第二次筹委会提出校组织机构草案时，即考虑学校应设实习工厂，规定工厂与系及教研室等组织同属院长领导。工厂作为学校首批基建单位，于1953年动工，1956年建成投入使用后成为学生劳动实习的主要单位。最初，工厂下设两个车间：生产实习车间，冷加工有车、铣、刨、磨、钳，热加工有锻、铸、焊，另外还有木模工种，专门承担学生的生产实习任务；生产车间，承担部分教学设备、试验件及科研生产任务的加工。1989年工厂成立教学中心，统一管理学生的校内生产实习，同时还设立了技术开发室。1990年将金工教研室、实习车间与热加工教学车间统一由教学中心领导。

1986年，电子工程系在校内建立了生产实习基地，带领学生在学校内装配电子工业产品。1989年扩建实验室，成立电子实习基地，为全校工科专业开设了电子实习课程，由电子系教师负责教学工作。

1997年，原机械厂的金工实习基地获批由北京市教委委托北京市高等教育学会金属工艺学研究会评选的“北京市高校定点实习基地”，解决部分高校无实习资源的问题。

1999年北京航空航天大学工程训练中心正式成立，北航作为一所工程优势突出的研究型大学，以面向全校的基础性、典型性的工程训练为教学目标，以世界银行贷款高等教育发展项目建设为契机，学校整合校内原机械厂的金工实习、电子系的电子工艺实习、自动化系的控制实习和金属工艺教研室四部分内容成立工程训练中心，并对其进行全面建设。

2007年中心正式批准成为教育部“国家级实验教学示范中心”建设单位。这一年，中心充分挖掘潜力，加大教学改革力度，加强教学规范，提高教学质量。

2009年11月，北京航空航天大学沙河工程训练中心工程开工典礼在沙河校区举行，标志着沙河新校区工程训练中心的建设工作正式拉开了帷幕。两年后，北航沙河校区建筑面积11080平方米的工程训练中心实验楼正式竣工。

2012年中心将重点工作落实在对沙河校区进行繁重的设施完善和条件建设，主要包括教学条件配套建设、基础设施完善、网络信息化建设、文化环境建设。2013年开始，中心将工作重点落到教研教改工作以及教学条件建设上，取得不俗成绩的同时，使教学环境、教学条件大幅度改善。

2017年工程训练中心并入新成立的北航学院，同年完成了学院路校区综合创新基地搬迁至沙河校区，至此北航工程训练中心开启了全新的历史篇章。

2021年在北京市以及学校的大力支持下，中心成立北斗、无人机、机器人、5G和人工智能5个校企联合工程创新实验室，并正式获批沙河高教园区“开放共享工程实践与创新基地”，将大学生创新作为实践教学中的特色环节开展。

目前，北京航空航天大学工程训练中心共有教职工56人，其中在编43人，项目聘用人员13人。实习场地建筑面积11080平方米，全部位于沙河校区，仪器设备3373台（套），固定资产总值4293万元，每天可容纳学生600余人，具备支撑工程能力训练和工程实践创新的一流实验教学环境。