Одним из основателей Института машиноведения и его первым директором в период 1938-1953 гг. был академик Е. А. Чудаков; вторым директором (1954-1975 гг.) был академик А. А. Благонравов. С 1975 г. по настоящее время институт возглавляет академик К.В.Фролов.

В стенах Института были созданы ведущие научные школы академиков Е.А.Чудакова, А.А.Благонравова, И.И.Артоболевского, Н.Г.Бруевича, В.И.Дикушина, Ю.Н.Работнова, С.В.Серенсена, В.О.Кононенко и профессоров Ф.М.Диментберга, И.В.Крагельского, С.В.Пинегина, А.И.Петрусевича, Н.И.Пригоровского, М.М.Хрущева, А.К.Дьячкова и др.

Основными направлениями работ ИМАШ в довоенные годы стали: проблемы теории механизмов и машин, трение и износ машин, прочность деталей машин, обработка металлов резанием. Широко ставились различные эксперименты, совершенствовалось оборудование, создавались новые механизмы, аппараты, приборы. Началась подготовка атласов и пособий для конструкторов и инженеров; издавались стандарты, нормативы. Результаты исследований по трению и износу, теории механизмов быстро внедрялись в авиастроение, станкостроение, энергетическое и транспортное машиностроение.

Мировое признание получили работы Е.А.Чудакова по устойчивости и управляемости автомобиля. Были заложены основы новой научной дисциплины "Теория автомобиля". Разработан ряд приборов и измерительной аппаратуры для изучения динамических процессов в работающих машинах.

В период войны ИМАШ были поручены особо важные исследования оборонного характера, связанные с совершенствованием авиационной и автомобильной техники, решением технологических и материаловедческих задач в области моторостроения. Разрабатывались приборы для контроля качества конструкционных материалов, деталей и элементов конструкций, велись поиски средств и методов безаэродромной посадки боевых самолетов в условиях снежной зимы.

В послевоенный период ИМАШ выполнил ряд исследований по обеспечению прочности, ресурса и живучести мощных гидротурбин; велик вклад коллектива Института в реализацию проектов крупных гидроэлектростанций. В дальнейшем ИМАШ занимался проблемами атомного машиностроения, в частности совершенствованием водо-водяных реакторов, эксплуатируемых в СССР, ГДР, Чехословакии, Болгарии, Финляндии.

Значительный объем исследований был выполнен в интересах судостроения, двигателестроения, авиации, сельскохозяйственного машиностроения, а с 50-х годов - в области космического машиностроения, биомеханики и др. Вместе с ведущими НИИ и КБ страны ИМАШ принимал и принимает участие в крупнейших проектах по созданию атомных и термоядерных реакторов (ВВЭР, БН, Т-14, Т-15, ACT), турбогенераторов мощностью 200-1200 МВт, ракетно-космических систем (в том числе "Энергия-Буран", лунохода, специального назначения), атомных подводных лодок, летательных аппаратов и энергоустановок (ТУ, ИЛ, НК и др.), автомобилей (ЗИЛ, ГАЗ. ВАЗ), уникальных аэродинамических труб (Т-128, Т-1110), объектов оборонного комплекса, биопротезов, автоматизированного оборудования с числовым программным управлением и др.