После разрушительной гражданской войны завод остро нуждался в квалифицированных технических кадрах. Тогда была принята только вечерняя форма обучения, то есть студенты, а их было всего 80 человек, работали на заводе. В дипломах первых выпускников колледжа значилось: «Техник-механик вагоностроения» и «Техник-конструктор вагоностроения». Специальные предметы преподавали ведущие инженеры завода. Постепенно формировался постоянный коллектив преподавателей. Колледж стал широко известен за пределами Мытищинского района. Абитуриенты направлялись со всех ближайших подмосковных заводов и из Москвы. В 1935 году в Мытищинском машиностроительном колледже была введена дневная форма обучения и к уже имеющимся специальностям добавились такие, как «Обработка металлов резанием» и «Сварочное производство». Колледж стал самостоятельным учреждением, однако связи со своим базовым заводом не потерял. Треть инженерно-технических работников ЗАО «Метровагонмаш» - выпускники ММК. Долгие годы все виды практики проводились на заводе. Его ведущие инженеры и специалисты не только давали студентам теоретические знания, прививали им практические навыки, но и руководили их дипломными проектами, преддипломной практикой, возглавляли Государственные квалификационные комиссии. Эта традиция сохранилась и по сей день. Великая Отечественная война прервала дальнейшее развитие учебного процесса. Многие студенты и преподаватели колледжа с честью воевали на ее фронтах. Бывший студент летчик Иван Лезжов в 22 года стал Героем Советского Союза. В дальнейшем он возглавлял кафедру оперативного искусства и тактики в академии им. Жуковского. В послевоенные годы Мытищинский вагонный завод начал осваивать производство автосамосвалов. Потребовались более подготовленные специалисты. Поэтому в одном здании с колледжем разместился Мытищинский Учебно-консультационный пункт Всесоюзного заочного машиностроительного института (УКП ВЗМИ). Для повышения технической грамотности студентов было введено преподавание черчения и математики. В эти годы по специальности «Сварочное производство», обучался Юрий Николаевич Зорин, ставший доктором технических наук, профессором МГТУ им. Баумана и академиком АЭН, автором многочисленных трудов по сварке. В 1949 году в колледж поступил Владимир Викторович Аксенов - будущий космонавт, дважды Герой Советского Союза. Он окончил колледж по специальности «Обработка металлов резанием». Уже после полета в космос он неоднократно приезжал в родной колледж. В 1958 году колледж переселяется в новое здание по адресу: Мытищи, Олимпийский проспект, д. 17, где находится и поныне. Министерство автомобильной промышленности направляло абитуриентов на учебу по заявкам заводов. В 1961 году произошло объединение двух колледжей - Мытищинского машиностроительного и Московского индустриального, преподаватели которого пополнили педагогический коллектив машиностроительного колледжа.

12 мая 2009 года на базе специального производства ОАО «Метровагонмаш» создано ОАО "Мытищинский машиностроительный завод", с которым колледж в настоящее время поддерживает тесные связи. В настоящее время ОАО «ММЗ» является крупным промышленным предприятием, производящим продукцию специального назначения. Общество располагает мощной производственной базой для производства изделий спецтехники. На сегодняшний день выпускается одиннадцать модификаций машин.

В 2015 г. колледж также установил контакты с Государственной корпорацией по космической деятельности, а также с Научно-производственной корпорацией "РЕКОД" и Особой экономической зоной "Дубна".