机械电子工程系前身是机械电子控制工程研究所，1982年由原国家科委和原国家教委联合批准成立“浙江大学流体传动及控制研究室”，1984年成立“浙江大学流体传动及控制研究所”，路甬祥担任所长，1997年“浙江大学流体传动及控制研究所”更名为“浙江大学机械电子控制工程研究所”，2019年成立机械电子工程系，下设机械电子控制工程研究所和微纳技术与精密工程研究所。2022年机械电子工程系组织架构调整，重组成立流体动力与智能控制研究所、智能装备与机器人研究所、机电控制技术与工程研究所和精密工程与微纳技术研究所。

机械电子工程系的学术带头人为两院院士路甬祥教授和工程院院士杨华勇教授。机械电子工程系致力于流体动力与机电系统领域的应用基础研究，同时着眼于满足国民经济和行业发展的需求，将流体动力与机电系统应用于能源、交通、海洋、冶金、生物工程等重要领域以及国防建设等诸多方面，已成为我国流体动力与机电系统领域最重要的科学研究与人才培养基地，在国际上也有重要的影响。

由机械电子工程系主办的流体传动及控制国际学术会议（ICFP）已经成为该学科领域中负有盛名的传统性、定期召开的系列化国际会议，是国内外公认的本领域三大最重要国际会议之一。机械电子工程系目前是国际流体动力学会（GFPS）5个理事单位之一，中国液压气动密封件工业协会（CHPSA）常务理事单位。