1952年3月，毛泽东主席签署意见，同意创建军事工程学院; 7月8日，毛泽东签发命令，任命陈赓为军事工程学院院长，规定学院组织系统，学院下设炮兵工程系等五个系，共23个专科，24个本科专业。 1953年8月，毛泽东主席为军事工程学院题写训词，训词指出: "中国人民解放军军事工程学院的创办，对于我国的国防事业具有极重大的意义”。9月1日，军事工程学院院长兼政政治委员陈赓在成立暨第一期开学典礼上宣布:“中国人民解放军军事工程学院——我国历史上第一所军事工程学院正式成立了!”1955年上半年，任新民、金家骏、周曼殊三位教员完成了《对我国研制火箭武器和发展火箭技术的建议》的论证报告。这是国内第一份对我国发展火箭与导弹武器的必要性和可行性进行较为充分论证的报告。1956年1月，在钱学森支持下，任新民等3人的建议报告经陈康转呈国防部部长彭德怀，经中央军委研究后，由钱学森任院长的国防部第五研究院成立，拉开了中国发展导弹的序幕。1957年6月19日，解放军总参谋长黄克诚大将到军事工程学院检查工作时，肯定并明确了陈康院长提出的学院“既要承认两万五，也要承认十年寒窗苦”的“两老办院”的思想。办学以来，陈康院长陆续提出了边建边教边学以教学为中心、“善之本在教，教之本在师”等办学思想和办学理念。1960年4月16日，军委总参谋部、总政治部发文宣布炮兵工程学院正式组成。学院以武昌高级军械技术学校和哈尔滨军事工程学院炮兵工程系为基础组建。10月8日，学院举行1960级新生开学典礼和1955级学生毕业典礼。1962年炮兵工程学院迁址南京，9月20日在南京正式办公。2003年学校将校庆日确定为9月20日，2015年写入学校章程。 1963年，军委炮兵决定召开“炮兵第一届共青团代表会议”。我校是1960年由哈军工炮兵工程系分建成炮兵工程学院，归属军委炮兵司令部领导。1963年时已将在武昌、沈阳、西安三地的分校集中到南京现址，从此“炮兵工程学院”进入稳定发展阶段。
1964年秋，祝榆生提出设计营82无后座炮的总体设计思想。其后，学院成立了八二科研组，在研究基础上加工出了弹道炮和样品炮，以及几百发试验用弹，进行了多次探索性试验。1969年火炮总体技术方案获得国家立项。1976年11月，营82毫米无后坐炮系统完成定型试验，定型命名为1978年式82毫米无后座力炮。1966年3月31日，学院召开大会宣布中央和军委的决定，4月1日起炮兵工程学院脱离军队建制，集体转业，改为地方院校，命名为华东工程学院。1971年，自动武器专业恢复成立，历时3年，以朱明武为主任的自动武器实验室老师研制成功“Y4C-1型超动态应变仪”，1972年，物理教研室贺安之老师实现全息实验，1974年贺安之研制出质量为50千克的全息试验仪器。1972年4月25日，学院第一批工农兵学员报到。72级共招收17个专业837名学生(另说834名、838名)，其中解放军学员170名。5月2日开学，按照学员文化程度，采取甲、乙、丙3班编班教学。1972年12月10日，华东工程学院与南京军区签署协议，接收汤山炮兵弹道测试站。1974年，弹道测试站正式交付，学院命名为“汤山试验场”1977年12月，学院14个专业恢复招生，并首次招收文科生。1978年3月18日，全国科学技术大会在北京召开，学院共有16项重大科学技术成果获得全国科学大会奖。1981年4月3日，经五机部批准，华东工程学院成立弹道研究所。首任所长鲍廷钰教授。弹道研究所的成立，标志着中国的弹道研究开启了新的征程。系所合一的体制也开创了学院教学、科研有机结合的新模式。1992年12月，弹道国防重点实验室成立。1981年11月，经国务院学位委员会批准，学院首批12个学科获批硕士学位授予专业、3个学科获批博士学位授权专业，肖学忠、于道文、鲍廷钰、张宇健、浦发等5位教授为博士生指导教师。1984年2月29日，学院发布“团结 献身 求是 创新”八字校风。1984年7月17日，经兵器部批准，学院改名为华东工学院。1985年10月8日，学校首获国家科学技术进步奖。迟书义、汤明钧、杨权合作完成的“线型水下聚能爆炸切割技术”，高跃林、范钦文、陈嘉合作完成的“塑科导爆管非电起爆系统”，鲍廷钰完成的“内弹道势平衡理论”等3个项目获得国家级科技进步二等奖。朱明武、王昌明、柳光合作完成的“落锤液压动标装置”，吕春绪、胡刚、惠君明合作完成的“STY高爆速液体炸药”，吴继光、何国栋、陈立合作完成的“D4-A内弹道测速雷达”，张保民、田德润、魏殿合作完成的“DGS型微光摄像管”项目，朱庆乃的“152无线电引信高频参数测试”，李鸿志、季儒意、刘殿合作完成的"瞠口冲击波机理研究”，朱瑞康等合作完成的“82-1型地炮射击指挥模拟器”等7个项目，获得国家级科技进步三等奖。这张照片拍摄于1988年，展现的是我校弹道学首届博士研究生学位论文答辩的情景。图中正在进行答辩的是后来担任弹道研究所所长、南京理工大学动力工程学院院长的王中原教授。1993年2月26日，国家教委批复同意，学校更名为南京理工大学1998年9月，江泽民同志为学校亲笔题写了“南京理工大学”校名。1994年6月，李鸿志教授当选为中国工程院首批院士。1995年4月26日，中国兵器工业总公司对学校进行“211工程”部门预审。预审专家组一致认为，南京理工大学具备了进入国内一流理工科大学行列的整体水平和综合实力，可按照国家“211工程”的标准和目标进行重点建设。从1995年至2012年，“211工程”前后三期建设，为一流大学建设打下坚实基础。1999年12月，王泽山教授当选中国工程院院士。2000年9月8日，南京理工大学研究生院成立，标志着学校学科建设与研究生教育迈上一个新台阶。2004年5月26日，教育部批准学校正式建立研究生院。2007年12月28日，成立国防生学院。国防生由按院系分散居住调整为完全集中居住，解决了点多、面广、难管理的问题，文化学习仍按照所在专业的院(系)教学的培养计划，充分享受地方高校开放式育人环境和各类资源。这一举措走在南京军区10所依托高校的前列。2010年1月11日，在2009年度国家科学技术奖励大会上，杨静宇主持的“特征抽取理论与算法研究”项目被评为国家自然科学二等奖，实现了学校在自然科学技术奖上零的突破。2013年9月，学校以建校60周年为契机，确立了校训“进德修业，志道鼎新”等精神文化体系。2017年，学校入选“双一流”建设高校，“兵器科学与技术”学科入选“双一流”建设学科。2017年5月27日，付梦印院士、芮筱亭院士、陈光院士荣获首届全国创新争先奖。2017年11月28日，芮筱亭研究员当选为中国科学院院士。2018年1月8日，王泽山院士荣获2017年度国家最高科学技术奖。2021年12月2日，王泽山院士将其所获国家最高科学技术奖等奖金共计1050万元一次性捐赠，学校设立“泽山育才基金””，用于支持教学和人才培养工作。王泽山教授曾先后获得国家技术发明一等奖两项，国家科技进步一等奖一项，1999年12月当选为中国工程院院士。王泽山还先后获得江苏省“时代楷模”、工信部“工信楷模”等荣誉称号。2019年10月1日，庆祝中华人民共和国成立70周年大阅兵在北京天安门广场举行，镶嵌着刻有“南京理工大学研制”铭牌的PCL-181型155毫米车载加榴炮武器系统装备经过天安门广场，接受全国人民的检阅。2019年“一校三区”规划建设正式启动。2021年11月18日，陈光教授、付梦印教授、特聘教授王明洋当选为两院院士。截至2022年，学校一流专业建设点覆盖所有学科门类。2023年1月，美国基本科学指标数据库 (Essential Science Indicators简称ESI)更新数据显示，学校有2个ESI前1%o学科:工程学、材料科学;7个ESI前1%学科:工程学、材料科学、化学、计算机科学、环境/生态学、物理学、数学。