В мае 1931 года была создана дирекция треста "Уралвагонстрой" для строительства Уральского вагоностроительного завода «Уралвагонзавод» в составе "Тагилкомбинатстроя". В июне 1933 года приказом наркома тяжелой промышленности Орджоникидзе создано самостоятельное строительное управление "Уралвагонстрой".

19 октября 1933 постановлением Совета Труда и Обороны СССР строительство Уралвагонзавода включено в число сверхударных строек. 7 ноября вступил в эксплуатацию ремонтно-строительный цех – первый цех завода. В марте 1935 года на "Уралвагонстрое" работало 30 000 человек, из них 10 670 спецпереселенцев.

Уральский вагоностроительный завод «Уралвагонзавод» имени Ф.Э. Дзержинского пущен в строй 11 октября 1936 года - выпущены первые большегрузные полувагоны.

В сентябре 1941 года «Уралвагонзавод» реорганизован в Уральский танковый завод №183 имени Коминтерна на базе эвакуированных производств Москвы, Харьковского паровозостроительного завода имени Коминтерна и Бежицкого сталелитейного завода (всего 12 предприятий).

За 2 месяца производство было перестроено на выпуск военной продукции, всего за годы войны на площадях «Уралвагонзавод» было собрано 25 тысяч боевых машин. Кроме танков завод производил бронекорпуса для самолётов Ил-2, авиабомбы, артиллерийские передки.

За вклад в победу коллектив УТЗ №183 им. Коминтерна в 1942 году был награждён орденом Трудового Красного Знамени, в 1943 году орденом Красного Знамени, в 1945 году орденом Отечественной войны. В 1944 году танковое КБ Уралвагонзавода награждено орденом Ленина.

В декабре 1945 года предприятию возвращено прежнее название - Уральский вагоностроительный завод «Уралвагонзавод» имени Ф.Э. Дзержинского, с 1941 по 1945 году завод находился в структуре Наркомата танковой промышленности СССР.

В послевоенное время завод сосредоточился на производстве вагонов, попутно выполняя заказы военного, сельскохозяйственного, строительного и авиационно-космического характера. 19 марта 1946 года началось производство большегрузных платформ. В 1947 году завод приступил к производству полувагонов, в 1948 году — крытых вагонов.

В 1970 году награжден орденом Ленина. В 1976 году завод награжден ордено Октябрьской революции. С 1979 года предприятие перешло на выпуск цельнометаллических полувагонов.

За период с 1941 года «Уралвагонзавод» выпустил около 100 тысяч единиц бронетехники, с конвейера завода сошло около миллиона вагонов различного назначения.

В 1983 году создано Производственное объединение «Уралвагонзавод», в марте 1992 года - Государственное производственное объединение «Уралвагонзавод».

Сегодня Уралвагонзавод возглавляет интегрированную структуру, объединяющую около 40 промышленных предприятий, научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро в пяти федеральных округах России и за рубежом.