1940년 5월 10일 3년제 인천공립직업학교로 개교하였다. 기계과와 도금과 각 1학급씩을 설치하였으며, 1943년 3월 제1회 졸업생 109명을 배출하였다. 1944년 3월 수업연한이 4년으로 연장되었다가 1946년 9월 6년제 인천공립공업중학교로 개편되어 교장에 조병곤이 취임하였다.
그 뒤 광산과 2학급을 신설하고 도금과를 폐지하였으며, 1951년 2월 인천공업고등학교로 개편되어 기계과·응용화학과·건축과 총 12학급을 설치하였다. 1955년 전기과와 토목과, 1958년 자동차과를 신설하고, 1973년 3월 인천기계공업고등학교로 교명을 변경하였다. 1974년 국제개발협회(IDA) 제2차 대상교로 지정되어 실습기구를 확충하고, 현대식 실험실습장을 갖추게 되었다.
1976년 정밀가공기능사 양성학교로 지정되고, 같은 해 12월 제2차 특성화고등학교로 지정되면서 중화학공업 육성정책에 따라 배관과와 중장비과를 신설하고 화공과·자동차과·건축과·토목과를 폐지하였다. 1978년 3월 금속과와 산업체 특별학급을 신설하면서 중장비과를 폐지하였다.
1984년 다시 자동차과와 건축과를 신설하고 이듬해에 토목과를 신설하였다. 1990년 9월 공동 실습소를 개소하고, 2007년 10월 도서관 출람헌을 개관하였다. 2008년 특성화 전문계 고등학교에 지정되었다. 2014년 5월 국토교통부 공간정보 특성화고등학교로 지정되었으며, 동년 11월에 교육부-고용노동부 「산학일체형 도제학교」로 지정되었다.
교훈은 ‘성실·창조·협동’이다. 지식기반사회에 대처하는 창의적 전문인 양성을 교육목표로 해서 산업체 자율연수 및 자체 연수 강화, 외국어 교육의 활성화, 산학 겸임교사의 교육 참여 확대, 사이버 가정학습(인천e스쿨) 활성화 등을 중점적으로 도모하고 있다.
또한 학교기업(스쿨모터스) 운영, 도서관과 독서통장을 이용한 독서 프로그램 운영, 학교 금연운동의 지속적 추진, 인천 지역 특성화(RIS)에 적합한 자동차·건설 분야 전문인력 양성 등을 특색사업으로 하고 있다.
전국기능올림픽대회에서 1981년 동탑, 1983년 은탑, 1984년 금탑, 2007년 전국기능경기대회 은탑, 2008년 전국기능경기대회 금탑을 수상하였으며, 졸업생들이 국제기능올림픽대회에서 여러 차례 금메달을 획득하였다.
2010년 현재 6개 과(자동화기계과·전자기계과·자동차과·전기과·건축과·토목과), 42학급에 총 1,419명의 학생이 재학하고 있다. 교직원은 127명이 재직하고 있고, 67회 졸업식을 거치면서 총 4만 817명의 졸업생을 배출하였다.