太原兵工厂和沈阳兵工厂及汉阳兵工厂，是民国史上的三大兵工厂。阎锡山能够统治山西达38年之久，与太原兵工厂为其制造兵器弹药，进而招兵买马，扩大势力有直接关系。
一、阎督军缺乏弹药萌生自造军火之会
阎锡山参加辛亥革命成功后，由清军86标标统 (相当于团长)一跃而为山西大都督，独揽大权。1914年5月，阎被袁世凯委任为同武将军，1916年被委任为山西督军。1917年，阎锡山出席北京督军团会议时，曾参观陆军部国产武器试射比赛，见现场试射的汉阳兵工厂所制的枪炮精良，遂萌生自造军火的念头。同年，阎将晋军扩编为4个混成旅，计有12个步兵团、2个骑兵团、4个炮兵营、1个机枪营，装备各种枪1万余支，机关枪数十挺，山野炮数十门，这些武器年久失修，尤其缺乏枪弹，打仗时才下发少数子弹给部队，士兵所挎的子弹带大半部是空的，而进口武器弹药则为北京政府所不允。在是时军阀派系林立、你争我夺的情势之下，要保住地盘，巩固统治，首先必须筹建火药厂和枪弹厂。
二、由机器局到山西陆军修械所
早在1898年(光绪二十四年)，山西巡抚胡聘之受张之洞搞洋务建立汉阳兵工厂的影响，就在太原小北门(拱极门)外柏树园千佛寺庙地建了厂房22间，命名为机器局，设备简陋，又缺工匠，只能修理戈矛、马刀、来复枪、小炮等件，后从天津等地聘来一批工匠，比较复杂的废旧兵器也能修配如新。及至1912年(民国初年)，阎锡山委派留学英国的定襄人李蒙淑(陶庵)为机器局局长，略加扩充规模，但仍无制造机器的能力。阎锡山怕遭袁世凯猜忌而被铲除，遂于1914年(民国3年 7月)将机器局改为山西陆军修械所。
太原机器局旧址
三、由修械所到山西军人工艺实习厂
袁世凯死后，阎锡山一扫以前顾虑，大胆进行改革，扩充军备。为解决资金问题，阎在修械所内增设了铜元局，用铸造铜币所得的巨额收入，扩建了厂房，添置了机器，并从天津等地招募回机械技工，职工增至五六百人。后因修械所附设之铜元局，两者同在一处办公、生产，而管理体制不明确，屡生矛盾，阎锡山遂于1920年3月下命将修械所和铜元局合并，改称为山西军人工艺实习厂。
山西军人工艺实习厂上设总办，由晋军第一旅旅长商震兼，李蒙淑任厂长，下设三个科，其中第二科分工专管制造火药和枪弹，科长洪中(后离晋任南京国民政府兵工署署长)，1921年，实习厂从上海高昌庙所设的陆军部国营军器工厂订购回子弹机一套，日产子弹1万粒。后经太原育才机器厂仿造了子弹机，产量翻了一番。日产2万粒，可以制造六五步枪、七九步枪和冲锋枪的子弹，此乃山西制造军备之开始。
在制造枪弹成功的同时，又开始研制手掷弹，弹体分铁皮与铸铁两种，经过多次实验和战场的实践，木柄铸铁手掷弹弹体可以爆裂成数十粒乃至上百粒弹片，杀伤力大，成为山西造军火中的名牌，最高日产达1万多颗。南京和沈阳兵工厂均仿制，公认山西研制的手榴弹威力大。
1923年7月，山西军人工艺实习厂再度改组，将下设三个科所属的生产车间均改为厂，并新设置了枪弹厂、炸弹厂、炮弹厂、无炯药厂、炸药厂、制酸厂。另外，阎锡山还在太原东山成立了独立的黑药厂和压药厂。随着枪弹、炸弹和炮弹的产量日增，火药生产赶不上需要，除白色起爆炸药外，还生产了皮克林酸炸药，为降低成本，又研制生产了铅粉炸药，但在实用中出现爆炸不良等现象。1924年，山西军人工艺实习厂厂长李蒙淑和分管制造火药、枪弹的科长洪中从欧洲考察归来，欲仿制硝胺炸药，成本低廉，阎锡山责成洪中承包试制，洪中索要每磅工料费八角，较皮克林酸炸药省一半。在阎锡山正考虑进一步压价时，在日本帝国大学学化工的张恺毕业归来，阎让张恺试制，成功后每磅成本不及三角。阎大喜，并将此炸药命名为恺字炸药。1926年，阎将制酸厂、无烟药厂、炸药厂从山西军人工艺实习厂划分出来，和黑药厂、压药厂合并改组为独立的太原火药厂，委张恺为厂长，曹焕文为工程师。不仅火药产量提高了，还先后研制成速燃火烟药，解决了大量生产迫击炮弹所需的抛射药，以及引信定时慢药。
四、大原兵工厂正式成立
恺字炸药的试制成功，促进了炸弹、炮弹的大量生产，山西军人工艺实习厂组织越滚越大。这本是阎四次扩军备战的结果，但他生性多疑，怕尾大不掉，于是于1927年(民国16年)1月改山西军人工艺实习厂为太原兵工厂。太原兵工厂从未设厂长，下设工务、核计、检验、稽查四处，其中工务处事权最多最大，管辖着大炮、炮弹、步枪、冲锋枪、机关枪、炸弹、压药、双用引信等17个厂、所、室，由阎锡山的内亲张书田任处长、剐处长为赵甲荣和刘笃恭。工务处的工作和其他三个处的工作一样，事无大小，均直接向阎请示汇报，阎锡山是没有厂长名份的太原兵工厂真正的厂长，把军火生产掌管得非常自如。
太原兵工厂的成立，不仅仅是个厂名的改变，而是标志着山西军火生产由轻武器向重武器的迅猛发展。为兵工生产服务的太原育才机器厂(厂长刘笃恭)和太原育才炼钢厂(厂长郑永锡)已于前一年(1926年)建成投产，前者为兵工各厂仿造或设计制造各种专用机器装备，后者为制造军火提供工具钢、模具钢等各种特殊钢材。是时，太原兵工厂和火药厂共有设备3800部，职工1.5万人，其规模与全国最大的汉阳兵工厂、沈阳兵工厂相媲美。1928年8月，蒋介石为削弱别人壮大自己，以北伐已经胜利为由召开编造会议搞假裁军，阎锡山投蒋所好，复改兵工厂为山西军人工艺实习厂，以伪对假，而内部组织仍旧，军火生产有增无减。从1928年至1930年问，兵工厂的月产量为：轻重炮35门，迫击炮100门，步枪3000支，机枪15挺，冲锋枪900支，炮弹1.5万发，迫击炮弹9000发，子弹420万发。阎锡山依靠这些武器装备，使晋军发展为30万人的兵力，并有余力高价出售武器给李宗仁、马鸿逵、马步芳等外省军阀。
五、中原大战败此，兵工厂改组降格
1930年发动的蒋、阎、冯中原大战历时半年，以蒋介石获胜而告终。阎锡山下野避居大连。蒋介石责成张学良统一节制晋、绥两省军政事宜，决定编遣晋绥军，太原兵工厂和火药厂的职工也遭到同样命运，军火生产停止。两厂于1931年4月改组合并为太原修械所，郭凤朝任所长，副所长为董登山和曹焕文，原有的1.5万名职工裁减为1800名，只作一些军械修配和民品生产。
1931年“9·18”事变后，在全国人民一致要求抗日的形势下，蒋介石和阎锡山握手言欢。1932年3月，阎锡山复由蒋介石任命为太原绥靖公署主任，重掌文武实权，将太原修械所一分为二，即将其中原兵工厂部分改为壬申(是年为壬申年)制造厂，郭凤朝任厂长;原火药厂部分改为壬申化学厂，连子孝任厂长。两厂职工恢复到5000人。另将太原育才机器厂和太原育才炼钢厂合并为太原育才炼钢机器厂，厂长刘笃恭。原兵工厂的设备原封不动地划归壬申制造厂后，为避免蒋介石怀疑，将炮厂与水压机厂合称壬申第一厂炮弹和炸弹两厂合称壬申第二厂，步枪厂改称壬申第三厂，枪弹厂改称壬申第四厂，机关枪厂与熔炼等四厂合称壬申第五厂，冲锋枪厂改称壬申第六厂。总称为壬申制造厂的组织与原兵工厂并无实质上的不同，只是加大了民用产品的生产。
六、改官办为“民营”划归西北实业公司管辖
太原兵工厂和火药厂及太原育才炼钢机器厂等厂，虽经多次改组，但始终由阎锡山的山西省政府或太原绥靖公署财政拨款并直接领导管理，不容置疑属官办性质，早已为蒋介石所凯觎。一旦南京蒋政权要收归“国有”，阎锡山则无法拒绝，若顺手移交又非阎锡山所愿。为从根本上免除被接管合并的风险，阎锡山于1934年9月将上述各厂划归西北实业公司管辖，因而西北实业公司是属于新成立的山西公营事业董事会领导的民营企业，归其管辖的这些工厂在一夜之间就变成了民办工厂，其实仅仅是改变了一下厂名：
1、壬申一厂改称为西北机车厂，厂长刘以仁(义 [山〕)。
2、壬申二厂改称为西北农工器具厂，厂长先后为张志贞(子固)、赵甲荣、赵逢冬。
3、壬申三厂改称为西北铁工厂，厂长阎树松(茂丞)。
4、壬申四厂改称为西北熔化厂，厂长先后为周维戈(岂垣)、李应方。
5、壬申五厂改称为西北铸造厂，厂长先后为赵逢冬(筱三)、李梅雨。
6、壬申六厂改称为西北机械厂，厂长先后为郭凤朝(仲阳)、张朝霖。
7、壬申水压机厂改称为西北水压机厂，厂长郭履中(蹈甫)。
8、壬申化学工厂改称为西北化学厂，厂长先后为连思孝(慕卢)、曹焕文。
9、太原汽车修理厂改称为西北汽车修理厂，厂长姜富春(寿亭)。
10、壬申电汽厂改称为西北电汽厂，厂长为何启昌(之柬)。
11、太原育才炼钢机器厂改称为西北育才炼钢机器厂，厂长刘笃恭(治平)、李梅雨。
原统管上述前6个壬申分厂的壬申制造厂总厂随之撤销，新组建了西北实业公司机器厂管理处统管上述11个工厂，处长由太原绥靖公署军械处处长周维翰(桂庭)兼任，副处长委西北育才炼钢机器厂厂长刘笃恭和西北机械厂厂长郭凤朝兼任。但这个机器厂管理处并非西北实业公司的一个职能处室，而是一个独立的经济实体，统一领导管理、协调这11个工厂的生产、财务、营销和人事等事宜，它一方面承揽同蒲铁路和西北炼钢厂的建设工程，一方面逐渐恢复车火生产。
1936年10月，因日本军国主义的侵略扩张，西北实业公司又撤销了机器厂管理厂，组建了西北制造厂，全面恢复军火生产，由阎的妻侄、时任西北实业公司协理之一的张书田(子绅)任西北制造厂总厂总办，赵逢冬任会办。该厂实际上是兵工厂的恢复与扩大，如由原火药厂改组的西北化学厂从德国进口了新设备，扩充为新厂和旧厂(即今晋安化工厂和新华化工：厂的前身)。西北制造厂总厂统一管理下列18个分厂：
1、西北制造厂第一厂(枪弹厂)，厂长先后为李梅雨、李应方。
2、西北制造厂第二厂(电焊厂)，厂长王文耀。
3、西北制造厂第三厂(机车厂)，厂长先后为李亚晋(克强)、胡启陈(迪齐)。
4、西北制造厂第四厂(铆锅厂)，厂长于邑菊(紫卿)。
5、西北制造厂第五厂(水压机厂)，厂长刘遵闵 (孝儒)。
6、西北制造厂第六厂(山炮厂)，厂长王宝善(楚卿)。
7、西北制造厂第七厂(工具厂)，厂长黄仲勋。
8、西北制造厂第八厂(机器修现厂)，厂长王嘉弼 ( 襄)。
9、西北制造厂第九厂(火工厂)，厂长先后为刘天仲(福卿)、白云彰(卓斋)。
10、西北制造厂第十厂(枪厂)，厂长胡启陈。
11、西北制造厂第十一厂(火药厂)，厂长陈铁夫。
12、西北制造厂第十二厂(木工厂)，厂长张宗倘 (希拭)。
13、西北制造厂第十三厂(铸造厂)，厂长张子贞 (子固)。
14、西北制造厂第十四厂(铁工厂)，厂长蔚嘉汉 (宿津)。
15、西北制造厂第十五厂(育才机器厂)，厂长先后为杨震鼎(宝珊)、李梅雨(占五)。
16、西北制造厂第十六厂(冲锋枪厂)，厂长先后为张朝霖(雨田)、白殿麟。
17、西北制造厂第十七厂(汽车修配厂)，厂长姜富春(寿亭)。
18、西北制造厂第十八厂(育才炼钢厂)，厂长李梅雨(兼)。
七、西北制造厂被日军掠夺一空
至1937年“七·七”事变前，以上各厂共右职工： 7000多人。日军进犯山西后，敌机频繁轰炸，各厂无法进行生产。阎锡山派西北制造厂总办张书田策划搬迁，紧急抢运设备往后方川陕等地，直到11月8日日军占领太原前，只运走小型机床1000余部、动力电机 200余部等，仅占西北制造厂18个分厂全部财产的 2%，其余设备悉数落入敌手。日军将其中较好的设备 4000余部(台)和西北炼钢厂炼焦部提炼汽油的设备及设在左云县的育才炼油厂设备拆卸装箱，运往日本的东京、大阪和伪满的沈阳、大连，利用这些设备组织生产军火和军用物资，以战养战。至此，阎锡山经营20多年、几经改组发展为宏大的太原兵工厂不复存在。
