Sự hình thành, phát triển của Công đoàn Công nghiệp Việt nam gắn liền với quá trình xây dựng và sự phát triển của ngành Công nghiệp Việt Nam sau Cách mạng Tháng Tám năm 1945 đến nay.
Tháng 5/1951, Bộ Công Thương được thành lập, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam đã thành lập Ban Công đoàn Công Thương, mà nòng cốt là Ban Công đoàn Công nghiệp trước đây trực thuộc Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam.
Ban Công đoàn Công Thương có trách nhiệm tổ chức, tập hợp, tuyên truyền, vận động công nhân, viên chức, đoàn viên công đoàn trong ngành công nghiệp đẩy mạnh phong trào thi đua lao động sản xuất góp phần vào cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp. Có thể nói, Ban Công đoàn Công Thương chính là bước khởi đầu cho sự phát triển của Công đoàn Công nghiệp sau này.
Dưới sự lãnh đạo của Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam, hoạt động công đoàn đã góp phần quan trọng vào việc xây dựng nền kinh rế kháng chiến, nhất là trong các nhà máy xí nghiệp, hầm mỏ, đồn điền. Sản xuất công nghiệp đã đáp ứng yếu cầu đời sống nhân dân cũng như của cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp. Bên cạnh đó, nhiệm vụ xây dựng và phát triển tổ chức Công đoàn đã có những chuyển biến quan trọng. Đến tháng 7/1954, Công đoàn Công Thương đã có gần 6 vạn đoàn viên, phần lớn tập trung trong ngành công nghiệp non trẻ của nước ta.
Sau năm 1954, miền Bắc bước vào sự nghiệp xây dựng Chủ nghĩa xã hội mà nhiệm vụ trọng tâm là công nghiệp hóa Xã hội chủ nghĩa. Tháng 11/1955, trên cơ sở tách Bộ Công Thương thành Bộ Công nghiệp và Bộ Thương nghiệp, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam thành lập tổ chức công đoàn ở hai Bộ là Bộ Công nghiệp và Bộ Thương nghiệp trực thuộc công đoàn khối các cơ quan Trung ương (Sau này là Liên hiệp Công đoàn các cơ quan Trung ương).
Từ năm 1955 - 1960, hoạt động công đoàn ngành Công nghiệp đã góp phần hoàn thành hai kế hoạch kinh tế ngắn hạn, xây dựng bước đầu cơ sở vật chất kỹ thuật để miền Bắc tiến hành kế hoạch 5 năm lần thứ nhất. Thời điểm này, Công đoàn Công nghiệp Việt nam có hơn 16 vạn đoàn viên, hầu hết tập trung tại các nhà máy, xí nghiệp quốc doanh. Hệ thống tổ chức của Công đoàn Công nghiệp đã được củng cố và tăng cường.
Tháng 2/1961. Đại hội lần thứ II Công đoàn Việt Nam đã quyết định đổi tên Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam thành Tổng Công đoàn Việt Nam. Đại hội chủ trương thành lập các công đoàn ngành Trung ương, củng cố một bước hệ thống tổ chức của Công đoàn Việt nam. Trên cơ sở đó, Tổng Công đoàn Việt Nam đã chuyển Công đoàn Công nghiệp trực thuộc trực tiếp Tổng Công đoàn Việt Nam, có chức năng đại diện tham gia quản lý, tổ chức, tuyên truyền, vận động công nhân, viên chức và đoàn viên công đoàn thi đua lao động sản xuất, góp phần thực hiện kế hoạch 5 năm lần thứ nhất.
Hoạt động nổi bật công đoàn Công nghệp là tổ chức các phong trào thi đua lao động, sản xuất, chăm lo đời sống công nhân, viên chức; lao động, phát huy sáng kiến cải tiến kỹ thuật. Kết quả đến năm 1965, phong trào thi đua trong toàn ngành đã có 2 vạn công nhân, viên chức lao động đạt danh hiệu chiến sĩ thi đua, hơn 4500 sáng kiến cải tiến kỹ thuật, phong trào thi đua "Sóng Duyên Hải, Gió Đại Phong, Cờ Ba Nhất” đã được đông đảo công nhân, lao động tham gia. Đến hết năm 1965, toàn ngành Công nghiệp đã có hơn 300.000 công nhân, viên chức, lao động; trong đó lực lượng đoàn viên gần 19 vạn người. Tập trung nhiều nhất là ngành Cơ khí, Than, Dệt, Sản xuất vật liệu xây dựng.
Trong chiến đấu chống chiến tranh phá hoại do Đế quốc Mỹ gây ra (1965 – 1973), hoạt động của Công đoàn Công nghiệp đã đạt được những thành tựu to lớn trên các lĩnh vực:
- Chuyển sản xuất công nghiệp từ thời bình sang thời chiến, vừa sản xuất vừa tham gia bảo vệ các nhà mày, xí nghiệp, các cơ sở kinh tế.
- Duy trì đời sống công nhân, viên chức, lao động, góp phần củng cố hậu phương lớn miền Bắc xã hội chủ nghĩa.
- Tổ chức các phòng trào thi đua lao động sản xuất, chiến đấu, nổi bật nhất là phong trào “Tay búa, tay súng”, “Người tốt, việc tốt”.
Trong sự nghiệp kháng chiến chống Mỹ cứu nước và xây dựng Xã hội chủ nghĩa miền Bắc, hoạt động của Công đoàn ngành Công nghiệp đã góp phần quan trọng vào sự nghiệp xây dựng CNXH ở miền Bắc, đấu tranh giải phóng miền Nam, thống nhất nước nhà. Đồng thời đã xây dựng, phát triển đội ngũ công nhân, viên chức ngành Công nghiệp lớn mạnh về mọi mặt. Đến năm 1975, ở miền Bắc toàn ngành Công nghiệp đã có 950.000 công nhân, viên chức; đội ngũ cán bộ khoa học, kỹ thuật có 41.538 người, trong đó có 13.160 người có trình độ đại học. Cùng với lực lượng công nhân, viên chức, lao động thì toàn ngành Công nghiệp, số lượng đoàn viên công đoàn là 800.000 người.
Từ năm 1975 đến năm 1997 những năm đầu cả nước thống nhất xây dựng CNXH, bước đầu sự nghiệp đổi mới, hoạt động công đoàn trong toàn ngành Công nghiệp ở các lĩnh vực cơ khí, năng lượng, hóa chất, công nghiệp hang tiêu dung, công nghiệp nặng.
Năm 1997 trên cơ sở sáp nhập các Bộ thành Bộ Công nghiệp, Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam đã thành lập Công đoàn Công nghiệp Việt Nam trực thuộc Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam trên cơ sở sáp nhập 5 công đoàn ngành: Công nghiệp nhẹ, Cơ khí luyện kim, Năng lượng, Hóa chất và Địa chất.
Đến năm 2007, Công đoàn Công nghiệp Việt Nam có số lượng đoàn viên 300.000 người. Hệ thống tổ chức bao gồm công đoàn các Tổng công ty, Công ty, các đơn vị sự nghiệp ở các tỉnh, thành phố trên phạm vi cả nước. Công đoàn Công nghiệp Việt Nam là một trong những công đoàn ngành Trung ương lớn, thành viên quan trọng của Tổng Liên đoàn Lao động Việt Nam.