从1964年开始，不包括新疆、西藏和内蒙古在内的中西部的13个省、自治区进行了一场以战备为指导思想的大规模国防、科技工业和交通基本设施建设，史称“三线建设”。“三线建设”重要工作是迁移沿海工业到内地，对机械工业来说，兴建大批军事工业和民用机械工业，从1965年到1980年，在三线地区建成了中国一大批国防科研基地，形成了门类齐全、各方配套的国防工业生产基地。
在军工方面，这里不仅能生产轻武器，而且能生产先进的重武器。至1975年，西南以重庆为中心的常规兵器工业基地产量已经占全国的一半左右。建成了四川和陕西的战略武器科研生产基地，四川、陕西、贵州和鄂西北等地的航空工业基地，长江中上游地区的船舶研究和生产基地，酒泉和西昌卫星发射基地。到1975年，中国三线地区国防工业的生产能力、技术力量和装备水平都超过一、二线地区，改变了中国的国防工业布局。
民用机械方面，在三线地区也进行了大规模的建设。1965-1979年，在三线地区共投资93.39亿元，相当于1949-1965年机械工业全部投资的70%以上，其中1966-1970年占全部投资超过2/3。1965-1979年三线地区机械工业施工项目1623个；建筑竣工面积2129万m2,其中生产建筑面积834万m2；安装金属切削机床35119台，锻压设备5633台；新增固定资产64.4亿元。三线建设，上要采用了沿海老厂迁建或援建的形式，共援建或迁建了241个工厂、研究所、内迁职工62679人，设备17727台。三线地区机械工业拥有的职工、固定资产和设备，1979年比1965年分别增长了3.3倍、3.7倍和2.7倍；产值、职工人数固定资产和机床拥有量在全国的比重，1965年约为1/4，到1975年提高到1/3。初步形成了以重庆为中心的包括川、贵、滇在内的比较完整的西南机械工业基地；在西北初步建成了汉中、关中、天水、银川、西宁等一批各有特色的机械工业集中的城市，其中佼佼者如在鄂西的第二汽车厂、四川的东方电机、汽轮机、锅炉厂等。
经过“三线建设”，机械工业基本上做到了品种上沿海能生产的，内地都有生产点。汽车厂、机车车辆厂、飞机厂、战略武器厂、船用配套厂、拖拉机厂、内燃机厂、冶金矿山及大型铸锻件厂、机床厂、基础零部件厂、发电设备及电器厂，都建成了与沿海骨干企业相类似的能力。机械工业完成了内地、沿海的战略布局。
“三线建设”图
第二汽车制造厂厂址选定在湖北省郧阳县十堰镇一带，图为十堰镇原貌（1966年）
1967年4月1日，第二汽车制造厂在湖北郧阳县十堰大炉子沟举行开工典礼
1975年7月1日，第二汽车厂第一个基型车——两吨半越野车正式投产，饶斌厂长驾驶第一辆车下线
“大跃进”时期，1958年10月13日，德阳水力发电设备厂（现东方电机股份有限公司）开工动员大会会场
1959年，德阳水力发电设备厂生产的第一台7kw小电机
“三线建设”时期，1968年9月25日，陕西鼓风机厂搭起的简易执勤窝棚，保护第一批建厂物资
汉川机床厂职工组成的突击连，开赴施工工地
【注：以上所有内容皆摘自于《中国机械史·图志卷》 】
