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1958年4月，中共甘肃省委决定将学校改建为兰州工学院。9月，中共甘肃省委、省人民委员会决定将甘肃交通大学并入兰州工学院，组建甘肃工业大学，10月正式命名。

1965年3月，学校划归国家第一机械工业部，同时将哈尔滨工业大学富拉尔基分校（原东北重型机械学院）的水力机械、化工机械、石油矿场机械和北京机械学院（现西安理工大学）的焊接工艺及设备等专业整建制迁入，并从湖南大学、合肥工业大学等重点高校抽调一批优秀基础课教师充实到学校师资队伍。

1971年，学校开始招收工农兵学员，在机械制造、铸造、焊接、水力机械、液压传动、化工机械、工业与民用建筑等7个专业共招收学生382名，学制为3年。到1976年，学校共招收了7届学员，计2020名（含工人试点班）。

1981年，国务院学位委员会批准学校为国内首批硕士学位和学士学位授予单位，流体机械及流体动力加工学科为具有硕士学位授予权；机制、铸造、焊接、热处理、水机、液压、矿机、化机、工企、工民建等10个专业均具有学士学位授予权。

1998年8月，学校由机械工业部领导转制为“中央与地方共建，以地方管理为主”的院校。

2000年，学校开始筹建西校区。

2003年4月，经教育部、甘肃省人民政府批准，学校更名为兰州理工大学。