1958年，两院院士王大珩遵照聂荣臻元帅要建立一所主要为国防培养光学人才的高等学校的指示，创立了长春光学精密机械学院，并担任第一任院长。[2] 1959年6月，中国科学院吉林分院和吉林省教育厅将长春光学精密机械学院、长春机械学院、长春化学学院合并，定名为“吉林科学技术学院”。1960年5月，又将校名改成“吉林科学技术大学”。1960年11月，随着长春光机所和长春机械所合并，长春光学精密机械学院与长春机械学院真正合为一校，校名仍用长春光学精密机械学院，吉林科学技术大学的名字不再沿用。
1960年底，办学规模扩大，仅靠长春光机所自身的力量办学，已经难以承当。鉴于此种情况，从1961年开始学校停止招生两年。1962年5月30日，吉林省委宣传部宣布，长春光学精密机械学院停办。但在王大珩的努力下，学校成为长春市1958年创办的十余所院校中唯一保留下来的学校，也成为当时全国407所大专院校之一。1962年12月，学校召开了第二次党代会，选举张希光、宫雷、张宗璞、马春庭、陈庆洮、李桐林、刘万平为党委委员，张希光任党委书记，宫雷任党委副书记。从1963年开始，学校调整了学校规模和专业以及教学计划。1963年9月，学校在光学仪器、精密机械制造工艺、应用光学、应用物理4个专业恢复招生，115名学生报到入学。同年，首届毕业生373名学生毕业，走上了工作岗位。1965年2月，中国科学院同意学校与长春光机所分开，人员编制和经费独立核算，这时学校才真正成为中国科学院的一个直属单位。
1971年，学校划归第五机械工业部领导。1978年，学校首次招收硕士研究生。1979年，学术委员会成立。1980年，与日本中央大学建立友好关系。1982年至1993年，因国务院部委调整，学校先后划由兵器工业部、机械工业委员会、机械电子工业部、兵器工业总公司主管。1994年，高功率半导体激光国防科技重点实验室批准立项。1996年，军用光学博士点申报成功。1999年，划转为以吉林省管理为主，并与国防科工委共建。
2000年，长春建筑材料工业学校并入学校。[2] 2002年4月，经中华人民共和国教育部批准，学校更
  长春理工大学（长春光机学院时期）
名为长春理工大学，王大珩院士亲笔为学校题写了校名。[3] 2004年，被确定为吉林省重点大学。2007年，吉林省电信培训中心并入。2011年，学校成为教育部“卓越工程师教育培养计划”高校。2013年5月22日，由教育部、国家发改委、财政部联合印发的《中西部高等教育振兴计划（2012—2020年）》正式向社会公布，长春理工大学成功入选国家教育部中西部高校基础能力建设工程（又称中西部100所，小211工程）大学[4] ，成功进入继985工程、211工程后国家第三阶梯大学行列。