В 1963 году был основан факультет механизации сельского хозяйства, с которого и берет свое начало нынешний Политехнический институт.
Первостепенной задачей факультета механизации сельского хозяйства стала подготовка высококвалифицированных специалистов по механизации сельскохозяйственного производства для четырех областей Западного Казахстана (Уральской, Актюбинской, Гурьевской и Кызылординской).
Первым деканом факультета был назначен кандидат математических наук, доцент Кенжегулов Хайрулла Кенжегулович. Он много сделал для формирования учебного процесса на факультете как инициативный руководитель, квалифицированный педагог и организатор высшей школы. Под его руководством началось создание инженерно-педагогического коллектива, были открыты новые кафедры, оборудованы учебные аудитории и специализированные лаборатории.
С 1965 года деканом факультета был назначен кандидат технических наук Кульпин Павел Иванович, который создал благоприятные условия для творческой работы преподавателей и студентов.
В первые годы своего становления на факультете функционировали кафедры физики (заведующий кафедрой Шумский Я. Е.), высшей математики (Кенжегулов Х. К.), общетехнических дисциплин (Сагнаев Х. С.), механизации сельского хозяйства (Миценко А. А.). В последующие годы кафедры были разделены, объединены и образованы новые.
Преподаватели и студенты факультета проводили учебные занятия по специальным дисциплинам. Созданные в те годы испытательные установки, оборудование и приборы лаборатории по ремонту и эксплуатации машин, впоследствии использовались и послужили основой для оснащения мастерской по ремонту учебно-опытно-хозяйственных машин.
В 1969 году деканом факультета был назначен Джубаев Сергей Шугаевич, который стал одним из организаторов перехода факультета в новый студенческий городок.
С 1977 года деканом факультета стал Бенцлер Юрий Яковлевич. Наряду с административной деятельностью Ю. Я. Бенцлер успешно занимался научной работой. При его непосредственном участии факультет первым в институте организовал движение за коллективную ответственность в учебе, дисциплине, быте и общественно-полезном труде. Инициатива внедрения принципа коллективного подряда в учебный процесс стала экспериментальным начинанием руководства университета в поиске новых методов организации учебного процесса.
В 1983 году в учебном процессе работали 10 специализированных кафедр, где преподавали 88 преподавателей, в том числе 30 кандидатов наук. В состав факультета входили кафедры «Тракторы и автомобили», «Сельскохозяйственный транспорт», «Ремонт и эксплуатация транспортно-тракторного парка», «Охрана труда и производственное обучение», «Механизация животноводческих ферм» и другие.
С 1987 по 1993 год деканом факультета работал аспирант-выпускник Ленинградского судостроительного института Абдрахманов Андеш Бекитжанович.
С 1993 по 1999 год факультет возглавлял Мурзагалиев Ахмет Жакиевич.
С 2000 по 2020 год факультет возглавляли кандидаты наук: Бенцлер Юрий Яковлевич, Джапаров Раниль Рафхатович, Кусаинов Рахметулла Кусаинович, Ширванов Рашид Болатович, Айталиев Ермек Сатпаевич, Бакушев Аскар Асылгалиевич.
В сентябре 2019 года Политехнический факультет был преобразован в Политехнический институт.
С марта 2020 года Политехнический институт возглавляет кандидат технических наук, ассоциированный профессор Кубашева Жанна Каиржановна.
Ранее в состав Политехнического института входили Центр общетехнической подготовки, а также высшие школы «Техника и инженерная защита» и «Электротехника и автоматика». С марта 2024 года в связи со структурными изменениями университета должностные обязанности руководителей высших школ были переданы заместителям директора института.
В сентябре 2024 года в состав Политехнического института были переданы образовательные программы «Машины добывающих отраслей», «Машиностроение», «Мехатроника», «Робототехнические системы» и «Стандартизация, сертификация и метрология», которые ранее входили в состав Индустриально-технологического и Агротехнологического институтов.
В настоящее время институт осуществляет подготовку специалистов по 18 образовательным программам высшего и послевузовского образования. Преподаватели института читают лекции и проводят лабораторно-практические занятия для обучающихся всех технических направлений.
Среди них: доктора технических наук — Айталиев Е. С., Нуралин Б. Н.; кандидаты наук — Давлетьяров А. Ш., Махмудова Ш. Ж., Тулегенова Д. К., Кубашева Ж. К., Джаналиев Е. М., Дусенов М. К., Сарбалина Б. Д., Хайруллина С. Г., Джапарова Д. А., Сайфутдинова Г. С.; доктора PhD — Сарсенов А. Е., Ибраев А. С., Ербаев Е. Т., Кұспанова А. М., Джапаров Р. Ш., Жумагалиева Г. Б., а также молодые ученые — магистры технических и педагогических наук, которые активно участвуют в научно-педагогической деятельности и в будущем достойно примут эстафету своих наставников.
За последние пять лет защитили кандидатские диссертации Сайфутдинова Г. С., Жумагалиева Г. Б., Сарбалина Б. Д. В настоящее время четыре преподавателя обучаются в аспирантуре Российской Федерации. Институт регулярно направляет молодых преподавателей на курсы повышения квалификации в ведущие вузы Казахстана и зарубежья (США, Республика Беларусь, Россия). С целью обмена научно-педагогическим опытом три преподавателя прошли стажировку по программе «Болашак» в зарубежных университетах.
В учебном процессе активно используются интерактивные методы обучения: мультимедиа, интернет, электронные учебники, обучающие и контролирующие программы, аудио- и видеоматериалы.
Контроль качества учебных занятий осуществляется учебно-методическим бюро института посредством взаимопосещения занятий и проведения открытых уроков в соответствии с заранее утвержденным графиком и последующим обсуждением на заседаниях института.
С целью сочетания теоретического обучения с практической подготовкой на производстве часть практических занятий по профильным дисциплинам проводится на производственных базах ведущих предприятий города.
В сентябре 2023 года в институте открылось Конструкторское бюро, которое в настоящее время продолжает свою работу.
Обучающиеся института проходят производственную практику на промышленных предприятиях города: ТОО «ЗК РЭК», ТОО «Трансформаторный завод», АО «KEGOC», АО «Уральскагрореммаш», завод «Зенит», НИИ «Гидроприбор», АО «Жайык Жылу Куат», ТОО «Уральская птицефабрика» и других.
При институте активно работает Попечительский совет под председательством выпускника 1980 года Ажгалиева А. К. Члены Попечительского совета провели большую работу по благоустройству территории института: построен сквер для студентов, изготовлены скамейки, посажены голубые ели. В знак благодарности преподавателям в здании Политехнического института создана галерея преподавателей. В настоящее время ведется работа по созданию музея сельскохозяйственной техники под открытым небом.