学院设有10个研究所(先进制造技术与装备研究所、微机电系统与精密工程研究所、自动化技术研究所、数字化设计研究所、传感测控与精密加工技术研究所、工程机械研究所、模具研究所、振动工程研究所、CAD与网络技术研究所、可持续设计与制造研究所)，1个教研室（工程图学教研室），2个实验教学中心（工程训练中心、机械工程实验教学中心）。
全院共有教职工200人，其中正高职40人、博导32人，副高职69人，具有博士学位的教师86人。有中科院院士1人、工程院院士1人、长江学者特聘教授1人、海外高层次人才（千人计划）1人、国家杰出青年基金获得者1名、国家973首席科学家2人、新世纪百千万人才工程国家级人选2名、教育部跨（新）世纪优秀人才支持计划获得者8名、辽宁省首批领军人才1人、辽宁省高校学科拔尖人才1人、辽宁省高等学校优秀人才支持计划获得者3人、辽宁省新世纪百千万人才工程获得者14人。拥有“精密/特种加工与微制造”教育部科技创新团队。
学院设有2个博士后科研流动站（机械工程、仪器科学与技术），2个一级学科博士点（机械工程、仪器学科与技术），8个二级学科博士点（机械制造及其自动化、机械设计及理论、机械电子工程、车辆工程、微机电工程、工业工程、精密仪器及机械、测试计量技术及仪器），9个硕士点学科（机械制造及其自动化、机械设计及理论、机械电子工程、车辆工程、微机电工程、工业工程、模式识别与智能系统、精密仪器及机械、测试计量技术及仪器），3个大学本科专业[机械设计制造及其自动化（含日语强化、国际班）、测控技术与仪器、物流工程]。
迄今，共毕业本科生17160名，硕士（统招）研究生2578名，博士研究生452名，工程硕士433名，博士后出站人员49名。培养出大量优秀的毕业生，包括原中共中央政治局常委1人（尉健行）、院士5人（3位老一代毕业生中科院院士徐性初和俞鸿儒、工程院院士殷国茂，2位改革开放后的毕业生中科院院士申长雨和工程院院士郭东明）、以及一大批包括原长虹集团董事长倪润峰和现一汽集团总经理许宪平等优秀企业家。目前在校学生共2909人，其中本科学生1534人、硕士研究生（统招）910人、工程硕士302、博士研究生163人；在站博士后28名。
学院拥有“机械制造及其自动化”国家二级重点学科，“机械工程”和“仪器科学与技术”辽宁省一级重点学科，是国家“211工程”重点建设学科和“985工程”重点建设的科技创新平台。拥有精密与特种加工教育部重点实验室、微纳米技术及系统辽宁省重点实验室、精密/特种加工及微制造技术教育部（B）类重点实验室、模塑制品教育部工程研究中心、辽宁省起重机械工程技术研究中心等科研基地。承担了包括国家973计划项目（首席单位）、国家973课题，国家863课题，国家支撑计划，国家重大专项，国家自然科学基金重大、重点课题等一大批国家项目和工程项目，近三年科研经费近2亿元。共获得省部委科技奖励30余项，其中“硬脆材料复杂曲面零件精密制造技术与装备”获国家科学技术发明一等奖、入选2008年中国高校十大科技进展，“压电石英现代测试理论、方法、系列化新型测量仪及其应用”获国家科学技术发明二等奖，“天线罩粘接及强度筛选技术与设备”获教育部科学技术发明一等奖，“硬脆材料复杂曲面天线罩精密修磨技术与设备”获教育部科学技术进步一等奖。众多工程研究成果在航空航天、装备制造、工程机械等领域的研究所和企业得到转化应用。
“机械设计制造及其自动化专业”以优异的成绩通过全国工程教育专业认证，是国家特色专业。建成了国家级实验教学示范工程训练中心。拥有“机械设计制造基础课程”国家级教学团队1个、国家精品课程3门、辽宁省教学团队2个、辽宁省精品课程5门。1人获全国高校教学名师奖，1人获全国优秀教师称号、2人获辽宁省教学名师称号、9人获得宝钢教育优秀教师奖、1人获得大连市优秀教师奖、2人获得辽宁省优秀青年骨干教师称号。获国家级教学成果二等奖2项、辽宁省优秀教学成果奖4项。国家、教育部和辽宁省教改项目资助30余项。共编写出版教材20本，其中国家“十五”和“十一五”规划教材13本。
大连理工大学机械工程学院在精密和超精密加工理论技术与装备、微纳制造技术、制造过程的测量与控制技术、重大装备的设计理论与方法等研究领域具有鲜明特色，培养人才的需求量大、认可度高，已经成为我国最具影响力的机械工程科学研究和人才培养基地之一。