中日甲午战争后，制造武器以御侮的气氛遍及全国，没有近代兵工厂的省份纷纷准备建立近代兵工厂。1897年，甘肃新疆巡抚饶应祺购买日产毛瑟枪弹5000发的机器一套，建立新疆机器局。局址初在迪化（今乌鲁木齐）城南三屯碑。因其机器是以流水作动力，而三屯碑的水流量不稳定，1898年迁迪化东北十里的水磨沟。该局有工人数十人，机器13部。1908年和1909年，又添购机器7部。主要生产8.1毫米毛瑟枪弹，还生产鬼头大刀、梭标、长矛等冷兵器，并铸造钱币。

辛亥革命后，新疆机器局仍维持原有的生产水平，主要是修械兼造81毛瑟枪弹和冷兵器。1929年，生产76水连珠子弹，年产1万多发。还可年产手榴弹1万余枚。1930年，该局改名为迪化兵工厂，购买设备，增加员工，建立枪厂、火药厂、翻砂厂。这时有机器设备13部，员工100多人。1932年，生产步枪、枪弹和冷兵器，并试制成地雷和冲锋枪。1933年，新疆临时边防督办盛世才将该厂改名为新疆兵工厂，从苏联购买机器，聘请苏联专家指导，对工厂进行扩建，增设机枪部、炮部和炸弹部，工人增加至200余人，生产枪弹、手榴弹。

抗日战争前期，该厂有员工200人左右，在苏联技术人员的指导下，除修械外，生产马鞭子炸弹、手榴弹，年产约1万枚，还生产迫击炮弹、小型飞机炸弹。1942年，盛世才投靠国民党，该厂改隶联合勤务总司令部新疆供应局，主要从事修理枪炮，间造手榴弹和枪弹。抗战胜利后，仍是这样。1949年9月25日，新疆起义，该厂由新疆军区军工部接管。