自1952年3月起，政务院提出了“有计划、有步骤地对中等技术教育进行整顿和发展”的重要指示，并明确了将各类中等专业学校逐步划归相关业务部门管理的决策。
到了1953年7月3日，中央人民政府重工业部发布文件，将温州高工、杭州工业学校化工科、苏州高工化工科合并，成立了中央人民政府重工业部杭州化学工业学校。合并后的学校拥有835名学生，共设19个班级（其中6个位于温州）。
温州工业学校更名为杭州化学工业学校温州分校。1953年9月10日，学校正式开学，并于9月14日举行了盛大的开学典礼，这一天被定为校庆纪念日。1954年暑假，温州分校撤销，学校迁回杭州。到了1958年，学校被列为省重点中等专业学校。
1958年6月，学校划归浙江省人民委员会领导，并更名为浙江化工专科学校。1960年2月，浙江省委决定在衢州城南石室公社（今衢州市柯城区石室乡）烂柯山下，以浙江化工专科学校为基础，合并衢州化工专科学校，建立了浙江化工学院。1960年2月22日，浙江化工学院正式动工建设。
在短短半年时间内，学校抢建了1.25万平方米的校舍。同年9月，专科和本科迁至衢州，开始教学活动。同时，文一路校园内主马路东边的房屋（不包括14号楼）全部移交给杭州工学院（杭州工学院停办后，这些房屋转给了省委党校）。主马路西边的房屋及设施，以及主马路东的14号楼则留给了中专部（后改名为杭州化工学校）使用。
1963年7月，学校再次归化工部领导，浙江化工学院迁回杭州原址（浙江化工专科学校），两校共同使用杭州化工学校的校舍。1965年11月，学校再次划归浙江省管理，浙江化工学院迁回衢州原址继续办学。在1966年至1976年的文化大革命期间，学校招生受到了严重影响，其中1966年至1970年连续四年中断招生，1970年至1976年六届总共只招收了922名学生。
1970年7月27日，浙江省革委会决定将杭州化工学校并入浙江化工学院，原浙江丝绸工学院迁入，其房屋和设施全部移交给浙江化工学院。1978年5月12日，浙江省委决定创办浙江工学院，校址选在西湖区（即下城区朝晖校区）上塘公社潮王、东新大队，规划用地430亩，按3000名学生规模设计。
1978年7月29日，成立了“浙江工学院筹建领导小组”。1980年，浙江化工学院作为基础并入浙江工学院。1991年10月，浙江省人民政府开始与台湾实业家张子良先生洽谈捐资共建浙江工业大学的事宜。1991年12月16日，双方签订了《张子良先生捐资兴建浙江工业大学的协议书》，接受捐资1000万美元，省人民政府配套6000万元人民币。1992年3月16日，浙江省人民政府批准了浙江工业大学的总体规划。1993年12月2日，浙江省人民政府发文同意将浙江工学院更名为浙江工业大学。
1994年11月，浙江省政府发文，将省计划与经济委员会所属的浙江省经济管理干部学院并入浙江工业大学。1999年7月，省政府发文，将中国船舶工业总公司所属的杭州船舶工业学校并入浙江工业大学，定名为浙江工业大学之江校区；学校决定在之江校区创办民办机制运作的二级学院——之江学院。2001年3月，浙江省政府下发专题会议纪要，将省建材工业总公司所属的浙江建材工业学校并入浙江工业大学。
2009年6月，教育部与浙江省政府签订共建协议，浙江工业大学成为省部共建大学，也是东部沿海省份中第一所省部共建大学。2013年，浙江工业大学牵头的“长三角绿色制药协同创新中心”首批入选国家高等学校创新能力提升计划（“2011计划”），成为浙江省第二所入选国家高等教育重大工程的高校。
2013年12月，浙江工业大学正式成为亚洲规划院校联盟（APSA）成员，迄今为止，中国大陆仅有同济、清华、浙工大、南京大学、华中科大、中山、武大、哈工大（按官网排序）8所院校成为正式会员。
工学一部包括：浙江工业大学化学工程学院、浙江工业大学材料科学与工程学院、浙江工业大学海洋学院、浙江工业大学生物与环境工程学院、浙江工业大学药学院。
工学二部包括：浙江工业大学机械工程学院、浙江工业大学信息工程学院、浙江工业大学计算机科学与技术学院（软件学院）、浙江工业大学建筑工程学院。
其他学院包括：浙江工业大学经贸管理学院、浙江工业大学理学院、浙江工业大学法学院、浙江工业大学人文学院、浙江工业大学外国语学院、浙江工业大学之江学院、浙江工业大学教育科学与技术学院（职业技术教育学院）、浙江工业大学国际学院、浙江工业大学成人教育学院（继续教育学院）、浙江工业大学艺术学院、浙江工业大学健行学院、浙江工业大学政治与公共管理学院、浙江工业大学思想政治理论课教学研究部、浙江工业大学体育军训部。
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