车辆工程系成立于2005年6月，由太原理工大学机械工程学院原车辆动力机械教研室和太原理工大学齿轮研究所共同组建而成。

车辆动力机械教研室的前身为1958年太原工学院成立的汽车拖拉机专业，在上世纪60和70年代末分别改为农业机械、农用动力、内燃机等名称，1998年合并为机械设计制造及自动化专业车辆工程方向，2005年车辆工程系成立后，在全系老师和学院及学校相关领导的努力下，2007年1月教育部批准了车辆工程本科专业的招生申请，并同年获得车辆工程博士和硕士学位的授予权。1996年获得内燃机学科硕士学位授予权，1998年并入一级学科“动力工程及工程热物理”中的二级学科“动力机械及工程”。本学科点多年来一直从事车用内燃机的教学与科研工作，是车辆动力领域人才培养和科研基地。我国最早的甲醇汽车试点就开始于此，动力专业为我国醇醚燃料的推广应用做出了重要贡献。

太原理工大学齿轮研究所始建于1960年，上世纪五十年代末原国家机械工业部为使当时居世界领先地位的新型传动技术——圆弧齿轮传动在我国得到推广应用，在全国首选我校由我国著名机械学专家朱景梓教授（曾任国家科学规划委员会机械组成员、全国机械工程学会常务理事、机械传动学会副理事长等职务）从原苏联消化吸收此项技术成立了齿轮研究机构，成为我国把圆弧齿轮传动技术推广到生产实践中的先驱，奠定了在全国齿轮研究领域的领先地位，在齿轮传动技术特别是圆弧齿轮技术的研究、推广应用方面开展了大量有效的工作，参与制订了多项齿轮的机械部和国家标准，为我国齿轮传动事业做出了突出贡献，也是我校最早招收研究生的机械学学科（1962年）。