清同治元年（1862年），此时的西方工业革命如火如荼，时任直隶总督李鸿章顺应“中学为体，西学为用”的理念，发起洋务运动，大力学习西方先进工业技术，引进西方人才。1862年李鸿章授命英国人马格里和中国官员刘佐禹在上海松江城外创办了上海洋炮局，这是是中国近代史上第一家工业企业，也是清政府经营最早的兵工厂。
上海洋炮局
清同治四年（1865年），李鸿章升任两江总督，将上海洋炮局迁至南京，扩建为金陵机器制造局。厂房位于南京聚宝门(中华门)外扫帚巷东首。从此，金陵机器制造局在李鸿章荫护下开启了振兴中国近代军事工业的历史舞台，这是中国第一家西式兵工厂。
金陵制造局
清政府拨十万两白银用于金陵机器制造局的建设，1866年8月竣工，建筑风格为英国折中主义工业型制，主体为砖木混合结构。刘佐禹担任金陵制造局的第一任总办，李鸿章心腹英国人马格里被聘为督办。同年12月，苏州洋炮局迁到金陵制造局，此时金陵制造局已经拥有：机器厂、翻砂厂、熟铁厂和木作厂，可以制造开花炮弹、抬枪和铜帽等产品。投入生产时，有员工兵夫400余人。1870年7月，在通济门外神木庵旧址兴建火箭分局，同年11月增建铁炉房5间， 汽炉房1所， 砌炉12座。1871年9月，在通济门外九龙桥兴建火药局，次年又增建翻砂厂屋6间， 翻砂坑屋1间。
金陵制造局厂房
金陵制造局兵工学校
1874年马格里从英国、德国、瑞士购回一批先进的机器设备，使金陵机器制造局的制造工艺、生产能力显著提高，为后来的发展奠定了坚实基础。1874年为筹设江防， 设立了乌龙山机器局， 生产水雷数十枚， 洋式火箭一千支，研制出三尺喷筒。
欧洲进口的机械设备
1881年，金陵制造局成功仿制美式加特林机关炮(亦称十门连珠格林炮)。1882年从国外购入新式机器，开始兴建洋火药厂(黑火药)，建造了提硝厂， 提磺厂， 烧炭和药厂， 磨炭厂， 碾磺厂， 碾药厂， 为国外工匠修建宿舍、 局屋， 药库等。厂内并开发引河， 修筑了码头。
十门连珠格林炮
1883年，中法战争爆发，金陵机器制造局生产的武器在战争中发挥了很大作用。两江总督左宗棠奏请朝廷拨款10万两，从美国购进机器50多台，对制造局进行扩建和设备更新。同年仿制成功德国克鲁森式37毫米后膛炮和美式诺登飞多管排列机枪(亦称四门神机连珠炮)。至此，金陵制造局既可生产劈山炮、生铁开花炮、来福铜炮等前膛炮，还可以生产山炮、十门连珠格林炮、四门神机连珠炮等后膛枪炮，并能配套生产炮弹和炮架。
美式诺登飞多管排列机枪
马格里实验火炮
1888年，金陵制造局仿制成功马克沁单管机枪(亦称赛电枪)，这是中国制成的第一代重机枪。至1896年，十门连珠格林炮、四门神机连珠炮和赛电枪相继停造，遂制造抬枪及l磅子快炮。
马克沁重机枪（赛电枪）
马克沁重机枪
1892年共生产连珠格林钢质炮12尊， 神机连珠钢质炮12尊， 6管神机连珠钢质炮2尊，山炮58尊及炮弹， 各式炮车附件等。后膛洋抬枪70杆， 子弹4万5千发，毛瑟子弹114万发。
山炮
连珠钢制炮
1894年，金陵制造局建立东子弹厂，采用无烟火药技术。此时员工已有1200多人，次年，甲午战争爆发，金陵制造局生产的后膛抬枪在战场上表现出色，受到前线官兵的赞赏。局中工匠唐坤明，设计制造出一种威力较大的新式快炮，装备到大沽炮台、旅顺口等沿海地区使用，杀伤力很强，唐坤明被尊称为"金陵巧匠"。
金陵制造局生产的后膛抬枪
1899年时金陵制造局每年可造后膛抬枪180枝， 2磅后膛炮48尊， 1磅快炮16尊， 各项炮弹6万5千颗， 抬枪自来火5万粒，毛瑟枪子弹8.1万发，洋式后膛抬枪240支。由于设备年久失修，生产力逐年降低，1910年金陵机器制造局合并到江南制造局。
1912年民国政府成立， 金陵机器局每月生产79式枪弹6万发， 65枪弹36万发。1913年， 金陵兵工厂首先开始仿造勃朗宁 M1900式手枪。1915年2月金陵制造局仿制成功德国七九马克西姆重机枪， 并名之华宁。1921年4月开始生产马克西姆水泠式重机枪。1927年生产马克西姆水泠式重机枪170挺。
勃朗宁M1900手枪
1928年归属上海兵工厂， 称为上海兵工厂金陵分厂。主要负责生产20式82迫击炮及炮弹， 30磅及80磅航空炸弹， 每月可生产30挺马克西姆重机枪， 80万发子弹，无烟火药300磅及黄色炸药20余磅。
20式82迫击炮
1934年厂房翻新， 增购机器设备。 1935年按德国兵工署赠送的MG08图纸开始生产马克沁水泠式重机枪，称为二四式重机枪。1937年生产马克西姆重机关枪。金陵兵工厂此时拥有员工四千人，为历史最为鼎盛时期。 八一三上海抗战期间， 日军飞机数次轰炸南京， 金陵机器制造局也被重点轰炸， 器材人员均有损失。1937年7月全面抗日战争爆发，金陵兵工厂迁往大后方重庆，改称兵工署第二十一兵工厂。在重庆期间，主要生产马克沁重机枪、中正式步枪、汉阳造步枪、20式82迫击炮，其生产的枪支、弹药占全国生产总数的60%以上。
马克08水冷重机枪
1945年8月，日本宣布无条件投降后，工厂重新迁回首都南京。1948年底淮海战役中期，国民党将兵工厂搬迁到高雄，只留下少量老旧机器设备以及厂房。1949年4月南京解放，第二野战军接管了工厂。
