1958年10月，山西省太原农业机械化学校成立。1959年5月，开始在太原黄陵村营建新校址，1960年7月，迁址太原黄陵村。1961年7月，学校休学停课。1962年初，学校迁至洪洞甘亭镇，更名山西省洪洞农业机械化学校。

1963年5月，学校复学，并迁址至平遥，更名为山西省农业机械化学校。1964年6月，开始实行半工半读制。1966年5月，文革开始后停课并停止招生。1971年8月，学校筹备复学，并于1972年7月恢复招生，正常办学。

1977年11月，恢复高考，全省统招高中毕业生直至1987年止，学制三年。1980年11月，学校被确定为首批“全国重点中专”。1984年9月，学校与山西师院联合办学成立一届“农业机电师资专修班”。

1987年9月，全省统招初中毕业生，学制四年，至1995年止。1989年9月至2000年增设二年制高中班，自费生班，技工班，农村青年班。1993年10月，学校被评为山西省“省部级重点中专”。1995年9月，学校实行并轨制，全省自主招收初中毕业生，学制三年。

2000年9月至2006年，学校增招“3+2”一贯制高职班，2000年12月，学校被评为“国家级重点中等职业学校。2002年5月24日，经批准，与山西农业大学联合办学，成立山西农业大学平遥机电学院，为山西农业大学的二级学院，同时暂时保留山西省农业机械化学校的校名。

2010年9月，学校恢复中专办学体制。2011年10月，学校被批准为“国家中等职业教育改革发展示范学校建设计划”立项支持学校。2012年开始，学校与山西交通职业技术学院、山西机电职业技术学院、山西轻工职业技术学院、山西职业技术学院等院校合作开办三二分段、中高衔接的高职班。2015年10月，被教育部、人社部、财政部确定为“国家中等职业教育改革发展示范学校” [2]  。

截至2016年12月，学校占地面积24.09万平方米，总建筑面积13.58万平方米，固定资产总价值7518万元。有教学仪器总值2431.54万元；学校建有1座综合实训大楼，2个国家级实训基地和4个省级实训基地，还有2个省级实训基地正在建设当中，10个“理实一体化”教室，85个校内实训室，校内实践教学工位数1901个，生均实训实习工位数1.6个；学校有纸质图书15万册，生均126册，另有1万册专业电子图书，30万册通用电子图书 [1]  。

学校建有国家级农业机械化实训基地、国家级职业教育汽车维修实训基地、国家电子信息产业技能人才培养实训基地、国家农业行业特有工种职业技能鉴定站、山西省计算机应用能力考核点、省级电工电子及自动化实训基地、省级机械加工技术焊工实训基地、省级数控加工技术实训基地、省级计算机应用实训基地、晋中市阳光工程培训基地，开办有机动车驾驶员培训学校、汽车修理厂、实习工厂、实验农场、科技设施农业园区等校内实训生产基地 [3]  。

截至2016年12月，学校编制为226人，已有教职工206人，其中专任教师125人，工勤技术人员等81人。本科及以上学历教师124人，其中硕士研究生28人，占专任教师的22.22%；高级职称53人，占专任教师的40.06%；双师型教师73人，比上年增加1人，占专任教师的57.94% [1]  [3]  。

截至2016年12月，学校设有汽拖工程系、电气工程系、机械工程系、基础部、计算机工程系、农机工程系、旅游教研室等5系1部1室，开设有汽车运用与维修、机电技术应用、农业机械使用与维护、机电设备安装与维修、电子电器应用与维修、农村电气技术、农产品保鲜与加工、农村经济与管理、数控技术应用、供用电技术、计算机应用、旅游服务与管理、机械加工技术等22个专业。共有在校生1189人，其中一年级在校生357人，二年级在校生525人，三年级在校生307人 [1]  [4]  。

学校先后与山西安泰控股有限公司、中科鸿基生物科技有限公司、山西平遥峰岩集团等多家企业签订了联合办学协议。

学校先后与孝义鹏飞实业有限公司、山西丰喜华瑞煤化工有限公司、山西阳煤丰喜集团闻喜分公司、阳煤集团太原化工新材料有限公司、山西阳煤丰喜泉稷能源有限公司、重八席大酒店餐饮有限公司等单位签订了“企中校”联合办学协议。

为了及时了解专业的最新发展动态，了解企业的生产、经营、管理方式，学校选派了教师到山西平遥减速器股份有限公司、山西华兴科软有限公司等企业进行企业体验培训。

学校参加了东西部对口帮扶支援，与新疆维吾尔自治区五家渠市职业学校结对，截至2016年，学校共派出2名水平较高的专业教师到五家渠市职业学校进行了为期一年半的支教。

截至2016年12月，学校建有汽车运用与维修、农业机械使用与维护、机电技术应用、电子电器应用与维修、数控技术应用、计算机应用和机械加工技术等七个省级示范专业。

学校开发了由公共基础课、专业基础课、专业核心课、专业拓展课和顶岗实习组成的课程体系，编写了多本校本教材。

学校建有5个重点专业共20门课程的数字资源管理平台 [1]  。

2016年，学校共有14名教师获得由山西省职业院校技能大赛组委会颁发的“优秀指导教师奖”、3名教师获参赛奖、一名教师获全国“优秀指导教师奖”。此外，为了促进教师教学水平的提高，上半年学校组织开展了多媒体教学公开课活动，全体教师人人亮相，共评出一等奖11名，二等奖22名，三等奖34名 [1]  。

在山西省中等职业学校第八届“文明风采”大赛中，学校参加了征文演讲、职业设计、摄影三个项目的竞赛，获得一等奖5个，二等奖7个，三等奖7个，有5位教师被评为“优秀指导教师”，学校被评为优秀组织奖。获奖作品被省组委会选送到全国中等职业学校第十二届“文明风采”大赛，获三等奖2个，优秀奖6个，学校获全国优秀组织奖 [1]  。

从2007年开始，学校连续八年参加山西省中等职业学校汽车维修技能大赛，在汽车二级维护、汽车维修基本技能、汽车检测基本技能、车轮定位等项目中共有7人获一等奖，27人获二等奖，20人获三等奖 [1]  。

学校设有汽车实训部，是山西省“3A级”驾校，除完成校内汽车专业学生的实训任务外，常年面向社会培训汽车驾驶员，截至2016年12月，年培训汽车驾驶员3000余名，营运驾驶员1000余名。

学校还设有农业行业特有工种职业技能鉴定站，除完成学生的培训鉴定任务外，为还为山西省农机系统培训农机修理工、拖拉机驾驶员，并进行职业技能鉴定，2016年共培训鉴定2182名。

学校教师谢进才、王小扁、张峰、续百录等在晋中市、长治市、晋城市、吕梁市、临汾市等十几个县区进行了新型职业农民和新型职业农民农业机械操作手培训， [1]  共培训10000人次。

学校先后被省教育厅、省计委授予“山西省文明学校”、“山西省德育先进学校”、“山西省十一五先进集体”、“山西省职业教育先进单位”、“山西省中专招生工作先进集体”、“山西省大中专学校学生就业工作先进集体”，被农业部授予“全国优秀职业技能鉴定站”，被全国总工会授予“全国职工培训示范点” [3]  。