В конце февраля 1943 года в ходе второй мировой войны правительство страны приняло постановление о развитии тракторостроения, в котором говорилось и о создании завода во Владимире.
Его строительство стало по праву трудовым народным подвигом в суровое военное время. Надо было строить не только сам завод, но и жилье, прокладывать новые энергетические магистрали и пути сообщения, готовить рабочие кадры. Все это требовало огромных усилий.
Ивановский обком комсомола (Владимир входил в Ивановскую область) принял постановление о мобилизации 500 юношей и девушек для работы на Владимирском тракторном заводе. По линии Наркомата среднего машиностроения прибывали специалисты с автомобильных и тракторных предприятий. Получали назначение на завод выпускники институтов и техникумов. Из действующей армии были отозваны опытные инженеры.
В июле 1944 года были собраны первые тракторы «Универсал У-2». К весне следующего года завершилось строительство первой очереди предприятия и были изготовлены 500 тракторов. На торжественном митинге, который состоялся 24 апреля 1945 года, принято решение считать эту дату днем рождения завода.
Первые десять лет на ВТЗ выпускались тракторы «Универсал» по документации Кировского завода. Эти машины с керосиновым карбюраторным двигателем на металлических колесах со шпорами в то время считались первоклассными из-за дешевизны и простоты в обслуживании.
В 1947 году на заводе началось изготовление тракторов хлопковой модификации. Это были модернизированные «Универсалы».
В 1955 году инженерно-технические работники ВТЗ создали новый трактор и подготовили его серийное производство. Через год были выпущены 10 тысяч тракторов ДТ-24 универсально-пропашной и хлопковой модификаций. Новый трактор оснащался дизельным двигателем и колесами с резиновыми шинами.
В первой половине 1958 года началось массовое производство новой машины Т-28 «Владимирец». О ее достоинствах убедительно свидетельствует награда Всемирной выставки в Брюсселе, где «Владимирец» отмечен первой премией и Большой золотой медалью. Всего выпущено более 250 тысяч таких тракторов. Их производство в 1970 году передано Ташкентскому тракторному заводу, а Владимирский тракторный завод перешел на изготовление тракторов типа Т-25.
С тех пор обновление объектов производства происходит почти ежегодно. Специалистами разработаны конструкции семейства дизелей воздушного охлаждения (двух-, трех-, четырех-, шести- и восьмицилиндровых). Они пришли на смену карбюраторным керосиновым и дизельным двигателям водяного охлаждения, выпуск которых завод осуществлял параллельно с развитием тракторного производства с первого же дня своего существования. В начале 60-х годов на заводе началось наращивание мощностей по выпуску новых дизельных двигателей с воздушным охлаждением. Увеличивается выпуск четырехцилиндровых моторов Д37 мощностью 29,4 кВт (40 л.с.), Д37Е мощностью 36,75 кВт (50 л.с.) и Д144 мощностью 44.1 кВт (60 л.с.). ВТЗ становится одним из крупнейших в мире производителем дизелей с воздушным охлаждением. Они устанавливаются на тракторах, выпускаемых Липецким и Ташкентским заводами, на самоходных шасси ХЗТСШ и ряде других машин.
За трудовые успехи в выполнении производственных заданий в 1966 году завод награжден орденом Трудового Красного Знамени, а в 1976 году - орденом Октябрьской Революции.
30 мая 1977 года с конвейера сошел двухмиллионный двигатель.
В 1977 году за создание конструкции и организацию поточно-массового производства дизелей с воздушным охлаждением группа специалистов предприятия удостоена Государственной премии СССР в области науки и техники. Государственный комитет по науке и технике Совета Министров СССР и Министерства тракторного и сельскохозяйственного машиностроения присудил трактору Т-25А первую премию и признал лучшей машиной 1977 года.
40% выпускаемой продукции завод отправляет на экспорт, более чем в 60 стран мира.
За развитие национальной экономики и международных отношений завод в 1980 году награждается премией "Золотой Меркурий".
Конструкторами ВТЗ ведется постоянная работа по разработке новых и усовершенствованию находящихся на потоке двигателей. Новый двигатель Д-181Т (160 л.с.) на испытаниях показал положительные результаты. В 1982 году из экспериментального цеха вышли первые двигатели Д-145Т (80 л.с.) и малогабаритный карбюраторный двигатель "Старт 12" (12 л.с.).
18 февраля 1983 года с конвейера завода сошел трехмиллионный двигатель. Каждый пятый трактор, выпускаемый в стране, оборудуется дизелем ВТЗ.
Продолжается работа по техническому перевооружению производства.
В 1984 году в головном специализированном конструкторском бюро завода (ГСКБ) начато создание систем АСИД и АСИТ - автоматические системы испытания двигателей и тракторов, АРМ – автоматическое рабочее место конструктора.
В 1984 году разработан и изготовлен трактор Т-30К – высококлиренсный, предназначенный для работ в плодопитомниках.
В 1985 году разработан двигатель малой мощности МД-3 (3 л.с.), предназначенный для средств малой механизации (мотоблок, мотокультиватор, насос, бетономешалка).
18 октября 1988 года собраны миллионный трактор и четырехмиллионный двигатель.
В 1989 году создан агрегат на базе трактора Т-30 для механизации работ на животноводческих фермах – «Кормач Т-30АТП».
В 1989 году создается переходная модель Т-30А 80, оснащенная узлами трактора Т-30.
С 1994 года начато производство тротуароуборочной машины Т-30КО.
С 1996 года в трудных условиях зарождающихся рыночных отношений завод продолжает выпуск продукции, которая отличается от предыдущей современным дизайном и улучшенными техническими характеристиками. Выпущены первые тракторы серии ВТЗ-2000 (ВТЗ-2027, ВТЗ-2032), а также трактор Т-45, специально приспособленный для работы в теплицах.
В декабре 1998 года состоялась презентация самоходного шасси ВТЗ-30СШ. В последующие годы на заводе впервые в России осваивается серийное производство этих уникальных машин. Самоходное шасси и его модификации предназначены для использования в качестве универсального транспортного средства, а также в качестве базы для монтажа различного оборудования при выполнении специальных работ в сельском и коммунальном хозяйстве. На базе самоходного шасси разрабатываются и выпускаются по заказам машины специального назначения: вильчатый погрузчик, самозагружающееся шасси, машины для подготовки дороги под укладку асфальта и др.
В сентябре 1999 года состоялась презентация первого промышленного трактора ВТЗ-2063АС «Турбо-99» (60 л.с.), а в декабре - 80-ти сильного трактора ВТЗ-2080АС «Витязь-2000».
В 2001 году экспериментальным цехом собран первый вильчатый погрузчик ВТЗ-30СШ-ПВ.
В июле 2002 года с конвейера сошло 500-е самоходное шасси ВТЗ-30СШ «Витязь».
В феврале 2003 года экспериментальным цехом собран первый двигатель с жидкостным охлаждением Д-130ТВ, в том же году двигатель с воздушным охлаждением Д-130Т-10 получил международный сертификат по экологии «Евро-2».
В июне 2003 года собранием акционеров предприятия ОАО «Владимирский тракторный завод» был реорганизован в ОАО «Владимирский моторо-тракторный завод».
В 2004 году, к 60-летию завода, собраны новые тракторы Т-50 (аналог ВТЗ-2048А), Т-85 (класса 1,4) и коммунальная машина ВТЗ-30СШ-КО, отличающиеся более современным дизайном. В январе 2005 года с конвейера сходит 1000-ое самоходное шасси производства ВМТЗ.
В последние годы продукция завода широко представляется на международных выставках и ярмарках как в России, так и за рубежом, тракторы марки «ВМТЗ» получают золотые, серебряные, бронзовые медали, многочисленные дипломы и призы.