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材料科学与工程学院可追溯到1958年建立的佳木斯工学院，设立轧钢等4个系(专业)，学制4年。1959年更名佳木斯农业机械制造学校，1963年设置了焊接专业，1972年设置铸造工艺与设备、焊接工艺与设备、热处理工艺与设备等5个专业，学制2年。1976年7月15日，更名为佳木斯农业机械学院，正式步入省属普通高等学校行列，1977年与全国高校一样，开始通过高考招收本科生，设铸造等4个专业，学制4年，1978年设铸造、焊接、热处理等7个专业，招生规模有所扩大，1979年4月25日，经黑龙江省编制委员会批准成立机械二系等17个内设机构。1983年6月8日更名为佳木斯工学院，11月16日教学机构调整为机械二系等5个系部，1992年，机械二系调整为热加工工程系，1993年成立应用铸造技术研究所。1995年6月27日，佳木斯医学院、佳木斯工学院、佳木斯师范专科学校和原佳木斯大学合并组成新的佳木斯大学，热加工工程系为佳木斯大学工学院教学机构。1997年10月，李慕勤担任热加工工程系主任，宋强担任党总支书记，张成军、金宝士担任系副主任，赵新担任党总支副书记。同年9月，成立佳木斯大学医学材料研究所，为佳木斯大学6个内设科研机构之一。
1999年8月23日建立佳木斯大学材料工程学院，实行校院两级管理。设立1个系4个教研室，金属材料工程、材料成型、焊接3个本科专业招生，成立了佳木斯大学应用铸造技术、佳木斯大学医学材料2个研究所，开启了历史发展新篇章。2000年材料加工工程学科获硕士学位授予权，为“十五”、“十一五”省级重点学科，两次验收均获得优秀，2001年开始招收硕士研究生，2001年9月建立黑龙江省高校生物医学材料重点实验室。2002年12月，增设无机非金属材料专业。
2003年学院更名为材料科学与工程学院。同年材料学学科获硕士学位授予权，为“十一五”省级重点学科。2004年5月，学院全面进入了本科教学水平评估的自评工作，2005年12月，国家本科教学水平评估专家组对学院本科教学情况进行了全面考核，评估后给予好评。学院多年积累形成专业建设的优势和特色，成为大学特色点和闪光点，通过自评和国家评估，挖掘和提升了办学传统与特色，认真总结了办学经验，形成科学、明晰的办学思路，确定了合理的定位和学科建设规划，找到了问题和差距，明确了努力方向。2006年获得材料科学与工程一级学科硕士学位授予权。2009年设立生物医学材料和应用铸造研究所，引进青年人才“龙江学者”张二林，2009年12月，建立金属耐磨材料及表面技术教育部工程研究中心。2010年获工程硕士(材料工程领域)授予权，增设冶金工程专业。2011年李慕勤被授予“龙江学者”特聘教授，享受***。2012年9月，除国家奖学金、励志奖学金和国家助学金外，由校友资助设立：博发集团优秀大学生助学金、德福助学金、康立助学金。2013年获得材料科学与工程一级学科博士学位授予权，为“十一五”、“十二五”省重点学科，2014年开始招收博士研究生，2015年设立博士后科研流动站。2014年“教师节”，荣守范教授荣获全国优秀教师荣誉称号。2019年11月，彭太教授被授予“龙江学者”青年学者，同年12月佳木斯大学首届工科博士研究生获得毕业证和学位证，多年来培养国际焊接资质认证工程师学生480余人。2020年8月27日，获批省口腔生物医学材料及临床应用重点实验室，制定落实《材料科学与工程学科三年提升计划实施方案》。2021年开始具有强基直博招生权限，同年依托“产学研用中外联合培养专项计划”，已招收联合培养博士研究生3人、硕士研究生2人。
