1946년 9월 공립 청주공업중학교로 설립되었다. 수업연한 6년에 전기과·기계과 12학급으로 편성하였으며, 초대교장에는 이성현이 취임하였다. 1951년 9월 청주공업고등학교로 개편, 1976년 4월 청주기계공업고등학교로 교명을 변경하였다.
1998년 3월 현재 정밀기계과·배관과·금속과·전기과·전자과·항공정비과의 6개과 48학급에 재학생 2,479명, 교원 115명이고 졸업생은 47회에 총 2만 6,162명을 배출하였다.
교육목표는 ‘세계화·정보화를 선도할 수 있는 기능인 육성’에 두고 있으며, 이를 위하여 ‘애국애족인·협동봉사인·자율인·과학인·건강인’을 설정하여 전인교육에 힘쓰고 있다. 특히, 전문적인 중견기능인 양성에 주력하고 있다.