В 1939 году на базе этой кафедры были организованы две: кафедра горных машин и кафедра рудничного транспорта. Этот год и считается годом основания кафедры ГМК, которую возглавил доцент, канд. техн. наук Валериан Константинович Бучнев, ставший впоследствии доктором технических наук, профессором. С 1946 по 1955 годы кафедрой руководил Иван Романович Ворошилин. В 1955 году кафедры «Горные машины» и «Рудничный транспорт» снова объединили, а совместную кафедру возглавил доцент, канд. техн. наук Леонид Иванович Жуков.

В мае 1964 года, из объединенной кафедры снова была выделена кафедра «Горные машины и комплексы», которая стала выпускающей в связи с организацией в институте двух новых специализаций: «Конструирование и производство горных машин» (первый прием в 1962 г.) и «Машины и оборудование обогатительных фабрик» (1964 г.). В это же время кафедра была передана из состава горного факультета в административное подчинение горно-механического факультета. Заведующим этой кафедрой стал лауреат Государственной премии, профессор, доктор технических наук Владимир Рудольфович Кубачек. В 1976 году за достижения в исследовании и производстве горных машин и подготовку кадров высшей квалификации В.Р. Кубачеку было присвоено звание «Заслуженный деятель науки и техники». С 1936 по 1963 год В.Р. Кубачек работал в качестве конструктора и главного конструктора на УЗТМ.

В 1967 году состоялся первый выпуск инженеров специализации «Конструирование и производство горных машин». Из числа первых выпускников на кафедре остался работать Н.М.Суслов (зав. кафедрой с 1996 по 2021 гг.)

В 1969 году состоялся первый выпуск инженеров специализации «Машины и оборудование обогатительных фабрик».

В 1970 году состоялся первый набор студентов на вновь организованную на кафедре специальность «Торфяные машины и комплексы». С 1982 года подготовка студентов этой специальности осуществлялась на выпускающей кафедре «Торфяные машины», выделенной из состава кафедры «Горные машины и комплексы».

В 1983 году кафедре была поручена подготовка инженеров новой для института специализации «Геологоразведочные машины и оборудование».

С 1993 года кафедра, наряду с традиционными, осваивает новое направление — нефтегазопромысловые машины и оборудование.

В 2005 г. открыт прием на новую специальность «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов».

С июля 2011 года в состав кафедры ГМК вошла кафедра горнопромышленного транспорта.

В декабре 2013 года в состав кафедры вошла совсем молодая кафедра безопасности дорожного движения.

С 1985 по 1996 год кафедрой руководил доцент, доктор техн. наук Владилен Андрианович Масленников. Выпускник МИСИ, он с 1955 по 1971 год работал конструктором на УЗТМ, с 1976 года он заведовал, организованной на кафедре, отраслевой научно-исследовательской лабораторией дробильно-размольного оборудования Минтяжмаша СССР (ОНИЛ ДРО), в 1989 году защитил докторскую диссертацию, автор 34 научных работ, 12 изобретений, обладатель патентов США, ФРГ, Японии, Швеции, Франции.

С 1996 по  март 2021 год кафедрой заведовал профессор, доктор технических наук Николай Максимович Суслов.

С апреля 2021 года заведующая кафедрой профессор, доктор технических наук Юлия Андреевна Лагунова.

Учебный процесс осуществляется на базе лабораторий кафедры: механизации открытых и подземных горных работ, дробильно-размольного оборудования, гидропривода и проектирования гидропривода со стендами-тренажерами, буровых машин и нефтегазового оборудования с учебным буровым стендом-тренажером, дисплейного класса.

Кафедра обладает двумя компьютерными классами и имеет в них по 16 рабочих мест для работы в конструкторском пакете APM WinMachine и 20 рабочих мест для работы в пакете Solid Works, что позволяет студентам получить навыки использования конструкторских пакетов объемного проектирования горного оборудования. При кафедре работает авторизированный учебный центр по подготовке специалистов, работающих в пакете Solid Works.

Исходя из запросов предприятий, в том числе и ПАО «Уралмашзавод», кафедрой ГМК включено в учебные планы изучение студентами систем AutoCad, SolidWorks, Компас, APM WinMachine, с 2022 года планируется осваивать систему NX.