В 1865 году на месте будущего машиностроительного завода, в лесном массиве на берегу Болвы, предпринимателем Петром Губониным был устроен лесопильный завод, производивший шпалы для строящейся Орловско-Витебской железной дороги.
20 июля 1873 года было подписано Высочайшее разрешение «на учреждение акционерного общества Брянского рельсопрокатного, железоделательного и механического завода для добывания металлов и минералов, для выплавки чугуна, выделки железа и стали и приготовления из них изделий на продажу».
Именно Петру Губонину, которого при жизни называли «железнодорожным королем», при советской власти — «мужицким миллионером» и «эксплуататором трудового народа», принадлежит заслуга появления в российской промышленности знаменитого Брянского машиностроительного завода.
После Октябрьской революции завод выпускал бронепоезда, производя 19 % паровозов в стране, 60% большегрузных вагонов. В 1923 году завод был переименован в «Красный Профинтерн», и официально носил это название до Великой Отечественной войны. В 1930 году на базе завода был открыт Бежицкий машиностроительный институт (сегодня — Брянский государственный технический университет).
К 1940 году завод выпускал 28% паровозов серии СО, 100% большегрузных цистерн, 38% изотермических вагонов, 29% большегрузных вагонов и платформ от общего выпуска в стране.
Во время Великой Отечественной войны завод был эвакуирован. Основная масса оборудования и работающих — 6 тыс. вагонов и 15 тыс. человек — были отправлены в Красноярск, где был создан Красноярский паровозостроительный завод (ныне — Сибирский завод тяжелого машиностроения). Через три дня, после освобождения Брянска, началось восстановление разрушенного завода, и 23 октября 1943 года, снова заревел заводской гудок. В 1945 году он был передан в ведение Народного Комиссариата тяжелого машиностроения.
В 1946 году освоен выпуск паровозов «Победа» (разработка Коломенского завода), а год спустя было возобновлено вагоностроение. Конструкторы разработали свыше 20 типов вагонов и цистерн. В течение 10 лет завод выпускал паровые турбины и одновременно организовал производство новой для страны продукции — передвижных паровых электростанций (энергопоездов). В 1958 году заводу было поручено организовать выпуск маневровых тепловозов ТЭМ1. Спустя десять лет завод начал выпускать тепловозы марки ТЭМ2.