本校創立於民國29年4月18日，原為「臺北商工專修學校」，初設機械、電機、商業三科，兼辦「臺北第二工業技術練習生養成所」補習教育，以培養初級工商技術人才。
臺灣光復後，校名改為「臺北市立初級工業職業學校」，原技術生養成所改為「臺灣省立臺北第二工業職業補習學校」。由於社會結構變遷，以及工業生產急速成長，原有教育目標與內涵已不合需求，遂於民國39年增設高級部，校名改為「臺北市立工業職業學校」。
民國44年停止初級部招生，並接受美援，更新設備，實施單位行業訓練課程，民國47年正式改稱「臺北市立高級工業職業學校」，並配合社會經濟型態改變，逐年增設機工、電工、電子設備修護、汽車修護、印刷、建築、化工、機械製圖、建築製圖、板金、電器冷凍修護共11科。
民國56年臺北市改制為院轄市，原兼辦之「臺灣省立臺北第二高級工業職業補習學校」改名為「臺北市立高級工業職業學校附設高級工業職業進修補習學校」，分設機工、電工、電子、汽車修護、印刷、建築、化工、機械製圖、建築製圖共9科。同時於65學年度起奉准招收女生，以適應就業市場的需要。
63學年度起兼辦輪調式建教合作班，設機工、電工、電器冷凍修護、電子、印刷等科。民國70年9月1日校名奉令冠以行政區名，改為「臺北市立大安高級工業職業學校」。
74學年度因應職業群集課程及產業結構轉型進行科別調整，原有科別轉型為機械科、電機科、電子科、汽車修護科、印刷科、建築科、化工科、機械製圖科、建築製圖科、板金科、冷凍空調科，並另增設資訊科及控制科，合計13科。
75學年度實施職業群集課程停招機械製圖科及建築製圖科。
75學年度附設進修補習學校停招化工科、機械製圖科及建築製圖科。
76學年度停招化工科。
77學年度汽車修護科轉型為汽車科。
88學年度附設進修補習學校遵照「進修及補習教育法」，校名改為進修學校。
89學年度配合新課程的實施，板金科轉型為製圖科。
90學年度停辦輪調式建教合作班，並開辦綜合高中4班及綜合職能科。
民國91年興建完成「學生活動中心」及「室內溫水游泳池」，並落成啟用。
92學年度印刷科轉型為圖文傳播科。
民國106年8月附設高級工業職業進修學校，奉令改制為「進修部」。
108學年度綜合職能科轉型為餐飲服務科。
111學年度製圖科轉型為電腦製圖科。
