1884年的中法战争后，清政府接受失败的教训，下令军火制造、炮台建设“均须破除常格，实力讲求”。1886年10月，两广总督张之洞在广东番禺县石井墟建立广东制造枪弹厂，制造后膛枪弹。1891年，改称广东制造西局。1903年，仿制成德国单响毛瑟步枪，因无专门机器，日产不过5支。1905年，署两广总督岑春煊订购日产步枪25支、枪弹2.5万发、无烟火药300磅的机器设备各一套，拟在清远县大有村建立新厂。主管兵工厂的练兵处不同意建。岑春煊请准将所购机器充实到广东制造枪弹厂。1909年8月，扩建工程完成，改名为广东制造军械总厂，广东制造东局并入。总厂设枪厂、枪弹厂、老毛瑟枪弹厂、修理机器厂，附设无烟药厂和黑火药厂，有机器设备710部，员工1484 人。日产毛瑟步枪20余支、枪弹数万发。1908年，仿制成丹麦1904年式8毫米轻机枪，经陆军部试验合格，月产2—3挺。1909年，购买制造轻机枪的机器，于辛亥革命前夕运到。1909年，试造出无烟火药，但质量不佳，未再生产。该厂的生产能力为，年产步枪7500支、轻机枪120挺、枪弹1050万发、无烟火药40吨，是清末的五大兵工厂之一。

辛亥革命后，该厂由广东都督接管，改名为广东兵工总厂（通称广东兵工厂）。袁世凯企图恢复帝制后，中国进入封建割据状态。该厂由桂系军阀陆荣廷控制。1920年，陈炯明驱逐在广东的桂系势力，该厂回到广东统治者手中。桂系势力被广东势力驱逐时，炸毁了该厂的枪弹厂和制枪厂。1921年，孙中山在广州任非常大总统，成立大本营，该厂由大本营管辖。1922年6月，陈炯明发动武装叛乱，孙中山退居上海，该厂落入陈炯明手中。1923年3月，孙中山于驱逐陈炯明后回到广州，重建大元帅府，该厂又归大元帅府管辖。1925年7月，大元帅府改建为国民政府，该厂隶属国民政府，改名为广东兵器制造厂。1929年9月，按照国民政府军事委员会的命令，停止造枪。1931年，两广割据，控制广东的陈济棠恢复枪械生产，并增建手榴弹厂和发电厂，工人增至2000余人。1935年11月，改名为广东第一兵器制造厂。1936年7月，陈济棠反蒋失败，广东归属国民政府，该厂由兵工署接管，改名为广东第一兵工厂。该厂频繁易主，严重影响了生产技术的发展。孙中山认为“军队是政治底原动力”（《陈济棠研究史料》），对该厂十分重视，1924年4月15日偕夫人宋庆龄视察该厂，鼓励员工加紧生产。孙中山死后，大元帅府于1925年5月下令该厂裁撤厂长一职，任命夏声为广东兵工厂管理委员会委员长，赵士觐等4人为管理委员会委员，由工厂管理委员会行使厂长的职权。不久，由于管理委员会下令通缉要求增加工资的工人，造成全厂停工，委员长出走。同年6月17日，大元帅府又下令恢复厂长制。

1912年，该厂下设枪厂、机枪厂、机器厂、无烟弹厂、黑药弹厂、黑药厂、无烟火药厂。1920年，接收私营飞来庙制弹厂，改建为第一制弹厂。1925年，成立第二制弹厂，因无制弹专用设备，不久停办。1928年1月，接并广东兵工试验厂。1937年初，该厂有工人2300余人。

该厂主要生产步枪、机枪及枪弹，1928年后还生产飞机炸弹、冲锋枪和手榴弹。1912年，制成民元年式6.8毫米步枪；1919年，又将其口径改为7.9毫米。1919年，仿制成奥国守瓦兹洛色式水冷重机枪（亦称68式水机关枪）和日38式重机枪。1923年，仿制成美国1921年式汤姆逊冲锋枪。1924年，仿制成马克沁重机枪。1927年，将原生产的麦特森轻机枪的口径由8毫米改为7.9毫米。1928年，仿制成飞机炸弹和柏格门冲锋枪。同年，综合68式水机关枪、三十节机关枪和德式机枪的优点，改进设计成民17年式7.9毫米水冷重机枪。1929年，仿制成航空机关枪。1933年，仿制成捷克式轻机枪。1937年，生产中正式步枪。

据不完全统计，1912—1936年，该厂共生产步枪7.59万支、冲锋枪69支、重机枪627挺、航空机关枪4挺、枪弹5963.34万发、40—80磅飞机炸弹831枚，以及轻机枪、手榴弹等。

抗战开始后，广东第一兵工厂受到日军的威胁，1937年12月，迁广西融县。1938年2月，改名为军政部兵工署第四十一工厂。5月，其无烟药厂交第二十三工厂。8月，在融县的临时厂房建成，轻机枪、步枪、枪弹相继恢复生产。时有员工2600余人。1939年11月，日军侵入广西。12月，该厂奉令迁贵州桐梓。其枪弹厂交第四十工厂，炸弹厂交桂林修炮厂，同时接收第四十工厂的机枪厂。调整后，只生产步枪和轻机枪。融县与桐梓相距千里，交通又极不方便，1940年6月，8400多吨物资方才运到新址，少数物资在途中散失。1940年8月，制轻机枪部分首先复工，接着其他部分也复工。1941年，有员工近3200人，机器设备1032部。可月产捷克式轻机枪260—300挺、中正式步枪110—130支。

该厂比较重视技术工作，1940年秋设工程师室，1941年冬设立步枪制造研究室和机枪制造研究室。办有艺徒训练班和技工训练班，培训艺徒和技工360多人。

抗日战争期间，该厂共生产轻机枪4.67万挺、步枪9.37万支、枪弹4553.40万发。1946年6月，该厂撤销。