ОАО ""НИИПТхиммаш"" основано 4-го августа 1959 года как Пензенский филиал научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения, уже 24-го июня 1965 года институт стал Всесоюзным научно-исследовательским и проектно-технологическим институтом химического машиностроения Государственного комитета химического и нефтяного машиностроения при Госплане СССР, а 18-го октября 1976 года ВНИИПТхиммаш был определён головным технологическим институтом Министерства химического машиностроения. На институт было возложено проведение НИиОКР по всем направлениям технологии химического машиностроения (освинцевание, гуммирование, консервация машин и аппаратов, сварка и резка цветных металлов и сплавов и т.д.), организации производства, труда и управления, технологической подготовки и планирования производства на всех предприятиях ВПО ""Союзхиммаш"". Эти функции, а также работы в масштабе Минхимнефтемаша по заготовительному, сборочно-сварочному, механообрабатывающему производствам ВНИИПТхиммаш осуществлял как самостоятельная единица, а затем будучи головной организацией НПО ""Пензхиммаш"". В годы спада производства в химическом машиностроении огромный потенциал ОАО ""НИИПТхиммаш"" (институт был акционирован в 1992 году) в области разработки и внедрения новых прогрессивных технологических процессов, средств механизации и автоматизации был почти не востребован. Предприятия данной отрасли просто не имели средств на модернизацию и обновление оборудования. В то же время сама логика рыночной экономики подсказала, что предприятиям-заказчикам химического и нефтехимического оборудования весом до 20 т выгоднее сотрудничать с небольшим, гибким предприятием, которое может осуществить все стадии (НИиОКР, изготовление и испытание) внедрения в производство нового или модернизированного оборудования. Следствием явилась переориентация института на разработку и изготовление высококачественного оборудования для предприятий химической, газовой, нефтехимической, энергетической, пищевой и фармацевтической отраслей народного хозяйства.

Новейшую историю ОАО ""НИИПТхиммаш"" принято связывать с приходом в 1998 году на него молодой и энергичной команды единомышленников-управленцев, которая превратила когда-то чисто научную организацию в мобильное, динамично развивающееся предприятие (начиная с 2002 года ежегодный рост объёмов выпуска реализованной товарной продукции составляет в среднем 20%, за счёт реконструкции и технического перевооружения почти в 2 раза были увеличены производственные площади, постоянно проводится модернизация станочного парка, повышение технологичности производственных процессов) Мощный научно-исследовательский и развитый этой командой производственный комплексы, оснащенные современными средствами исследований и производства, позволяют ему выпускать продукцию в соответствии с широкими запросами потребителя и максимально эффективно удовлетворять потребности своих заказчиков. Немаловажным фактором работы на современном этапе стал большой объём технической документации и различных наработок института в области гуммирования, обработки металла давлением, механической обработки металла. Предприятие ведёт разработки как самостоятельно, так и активно сотрудничая с ведущими научными организациями страны, такими как ОАО ""ВНИИнефтемаш"", ОАО ""НИИхиммаш"", ОАО ""Самаранефтехимпроект"", ОАО ""Гипрогазцентр"", ОАО ""НИАП"" и т.д. Фактически, сейчас на производственных площадях ОАО ""НИИПТхиммаш"" может быть изготовлено как оборудование, разработка которого была начата ещё в советское время (фрезерный трактор для снятия усиления сварного шва, гидравлическая установка для сборки корпусов аппаратов, установка для шлифования и полирования днищ и т.д.), так и совершенно новое для института оборудование, освоенное уже в постсоветский период (комплекс оборудования первичной очистки воды от механических примесей, тележка ходовая, рекуператоры лучевого типа и т.д.).