1992年，東北大學自動化研究中心成立。成立之初，中心只有3個研究人員和10萬元固定資產，但建立了面向國際又符合國情的運行機制。
1993年4月，自動化研究中心在建筑學館中廳召開會議
1997年，依托東北大學，國家冶金自動化工程技術研究中心成立。經國家工程技術研究中心三次運行評估，結果均為“優秀”。
1996年11月，著名物理學家、諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧教授參觀實驗室
2011年1月23日，東北大學流程工業綜合自動化重點實驗室接受科技部組織的現場考察和專家組考察，1月27日參加會議集中答辯。科技部根據專家評審意見，經認真研究，原則同意“流程工業綜合自動化國家重點實驗室”立項。12月5日，流程工業綜合自動化國家重點實驗室正式揭牌。
流程工業綜合自動化國家重點實驗室揭牌
2017年，流程工業綜合自動化國家重點實驗室第一次參加科技部組織的國家重點實驗室評估，在信息領域32個國家重點實驗室中被評為“優秀”，排名第一。
2022年，流程工業綜合自動化國家重點實驗室重組成功，進入全國重點實驗室序列。
多年來，流程工業綜合自動化國家重點實驗室面向控制學科國際前沿與國家重大需求，建立了流程工業綜合自動化理論與技術體系，開辟了“優化決策與控制一體化”新方向，被寫入國際自控聯引領未來自動化發展方向白皮書。實驗室突破了耗能設備智能運行反饋控制、高性能智能控制、難測關鍵工藝參數檢測與故障診斷等一系列卡脖子技術，在鋼鐵、選礦、選煤、氧化鋁和電熔鎂等行業建立了應用示范，節能減碳等社會經濟效果顯著。
實驗室承擔了千余項科研項目，包括國家973計劃項目、國家自然科學基金委重大項目和重點項目、國家863計劃項目、國家重點研發計劃項目等。同時，實驗室還承擔中國工程院重大咨詢項目“工業互聯網創新發展戰略研究”，向國家有關部門提交《工業互聯網創新發展戰略研究》咨詢報告。
實驗室共培養出500多名高質量研究生，其中，戴瓊海博士當選中國工程院院士，余文、鄧明聰博士當選海外國家院士，張化光、王偉、王殿輝、楊曉峰、喬俊飛、張煥水、丁進良、付俊等20多名學生成為國家級人才項目入選者，20多名學生成為前沿技術帶頭人。20多名博士生獲全國百篇優秀博士論文、自動化學會與遼寧省優秀博士論文。
曾有專家來訪實驗室后，這樣評價：“流程工業綜合自動化國家重點實驗室是一個真正獨一無二的且令人敬佩的研究中心。
