清政府耗用139.35万两白银，于1890年建成的旅顺船厂，是当时中国北方最大军工厂，有大、小船坞各1座，另有石砌泊岸、厂内铁路支线、起重铁架、铁码头、仓库、水电设施等，设9个生产车间，全厂员工近告租顷1000人。其大船坞型纯当时号称东亚第1大坞，自来水管道是中国最早的自来水设施。
1902年末，完成第1期建设工程投入生产的大连船厂，耗资198.7万卢布。工厂占地面积3.1万露坪，建有3000吨级船坞和栈桥码头各1座，厂房、仓库等建筑物28栋，以及水电设施。4个生产车间，有长期员工495人。在修造船厂投入生产的同时，其配套工程中央发电所(现大连造船厂总变电站前身)也已投产。中央发电所是当时大连地区唯一的发电所，3台机组总装机容量为750千瓦/时，除主要向船厂供电外，还向官厅、港区和街灯照明供电。
1908年，川崎造船所从“满铁”租借大连船厂后，立即着手对其进行扩建和改建。首先改建和新建了一部分水工设施，扩大了修船和造船能力。1913年3月，将3000吨级船坞扩建为5000吨级，新建小型系泊码头和“引扬船坞”(旱坞)各1座，生产车间增加到10个，并逐步配备了造船、造机、机关车和车辆制造所需要的设备。1922年，工厂占地面积3.06万坪，有电动设备500.35马力，汽动设备39马力，工作船4艘。修船能力主要是换装部分机械设备和零件，船体小修和船底涂换，以及制造修理小型陆用和船舶机械设备。在这期间，已能够运用铆接工艺建造小型钢质船。
1923年4月，“满铁”经营大连船厂和旅顺船厂后，旅顺船厂新建了1座3000吨级造船台。为适应扩建大连港的需要，“满铁”在大连船厂修建了1座“沉箱船坞”，1926年竣工，专门用于制作筑港的水泥沉箱。如将内部稍加整理，即可充作6000吨级修船坞使用。
1937年，抗日战争爆发后，日本政府制定了《战时造船计划方策案》，加快大连船舶工业生产能力的发展，到1945年8月日本投降前，曾对大连船厂进行3次扩建。第1次扩建于1938年4月开始，“满铁”将袜陆大连船厂的资本金由200万日元增加到450万日元，主要工程项目是将“沉转船坞”扩建为8000吨级修船坞，新建1座4000吨级造船台，将栈桥码头接长150米，使其总长达到326米，系泊能力达到8000排水吨。1939年末，8000吨级船坞和4000吨级船台竣工并投入使用。扩建工程于1941年完成。这次扩建使大连船厂的生产能力提高了70%。
1941年12月，太平洋战争爆发，日本政府给大连船厂下达了在1943年以前要建成2艘7500吨运输船的任务。此时大连船厂已签订建造6艘3000吨级货船合同，仅有1座造船台和相应的生产能力，根本无法完成新增加的任务。日本政府企划院决定将大连船厂原有4000吨级造船台充当7500吨（载重6000吨)船台使用，新建1座3000吨级造船台，同时增加所需要的各种机器设备。并将资本金增加到1360万日元(包括后来追加的830万元)。第2次扩建工程1942年4月开始，计划1943年末完工。
随着日军大量船舶被损，日本政府修改了《战时计划造船方策案》。“满铁”以年度建造9艘2D型战时标准船为纲领，于1943年8月提出对大连船厂进行第3次扩建方案，主要项目有：造船工场建立5条流水作业线；改建3000吨级船台；新建1座2000吨级船台；造机工场建成年产锅炉14台，主机12台的规模；电气工场和车辆制作所也进行相应的扩建。全部工程定于1945年9月完成。1945年8月日本投降时已完成了计划的大部分。
1945年8月，日本投降前夕，大连船厂的规模是：占地4.43万坪，全厂设5个部，12个课，5个事务所，12个工场下设50多个职场或系，员工5000余人；有4000吨级以下造船台3座，5000和8000吨级船坞各1座，另有1座“引扬船坞”和栈桥码头；厂房和其它大小建筑物共142栋；机械起重、运输、锻冶等各种机电设备680余台。总资本金为4155万日元。年造船能力2万吨，修船10余万吨，制造车辆近1000辆。年生产总值约为2000万日元。
1945年8月，苏军接管了大连船厂和旅顺船厂。此时工厂已停产，工人流散。在同年10月大连船厂恢复生产时，只有2090余人回厂。厂房和设备破损严重，船坞积水，缺少燃料和工具，更困难的是缺少技术人才。在日本统治时期，工厂所有的技术、管理岗位基本由日本人占据，中国人职位最高的只有在解放前夕提升的几个职长和部分生产组长。在极端困难的条件下，首先恢复了修船生产。1947年沿用日本时期采用的铆接工艺，开始建造100吨驳船。为了解决技术和管理人员的不足，船厂决定自力更生，于1948年4月创办大连船渠青年技术学校，共举办4期，培养数百名生产技术骨干;后来随着全国形势好转，又选派部分优秀工人和干部外出培训和到苏联学习；到南方招聘技术人员和接收大学毕业生。1952年初，大连造船厂建厂委员会并归大连船厂。建厂委员会的厂址、设备，特别是一大批技术人员的并入，加强了大连船厂的技术力量，为工厂的技术进步和生产发展发挥了重要作用。 大连船厂随着技术力量的加强(苏联专家逐渐增多，外聘和自己培养的人才增加)和生产发展的需要，1948年开始学习和运用苏联新的工艺技术，当年即采用“平行流水分段建造法”和电焊技术造船，以后又逐渐掌握了半自动和自动焊接技术。到50年代中期，已建造各种驳船、小型拖船和小型军用船舶。修船也很快超过了战前水平，承修的船舶吨位越来越大，等级和复杂程度也越来越高，能力已达到高于大修水平的恢复性修理，可以对接断为两截的万吨自由轮，对蒸汽主机和内燃主机可进行各种级别的修理。
党中央和国家领导机关十分关心和重视大连造船工业的发展，早在1950年2月由国家重工部审定的大连造船厂建厂委员会编制的建厂方案，即是一个规模宏大、气势雄伟的规划。中苏造船公司成立前夕，国家重工业部即拟定了中苏造船公司的5年发展规划，要求扩大厂区生产作业面积，逐渐发展成为造船为主，积极筹建船舶内燃主机的生产厂，并决心在苏方不同意时，我方将单独建设。其他工作也都作了详尽安排。这个发展规划方案于1951年11月经中央财经委员会副主任李富春同意并得到周恩来总理批准。根据这个规划，1954年中苏两国达成协议，并具体制定了中苏造船公司5年建设改造计划。
1955年1月，我国独立经营大连造船厂后，要求迅速改变以修船为主的局面，早日建成中国北方造船工业基地。当年12月，国务院以(55)国发亥字137号文批准将大连造船公司扩建为建造远洋船舶船厂的方案，并列入第一个五年计划期间国家重点建设项目。为了解决对船舶、船舶配套产品和非船舶产品的检测问题，提高产品质量，经一机部船舶局批准，大连造船厂在列入重点项目之前，于1955年建立了中央试验室，满足工厂对原材料、半成品、成品、零部件的质量理化检验，以及重点工程、非生产工艺、改进革新、大型精密设备、产品质量分析、测试鉴定、验收、考核工作。 1957年，国家建委以5708024号文件，最后确定了工厂1955—1960年扩建改造方案。这是我国独营大连造船厂后第1次技术改造方案。其设计纲领是：年造船能力5万吨，修船20万吨，生产铸钢锚链1500—2000吨，初步投资概算为7092万元。1960年末第1次技术改造工程基本完成，经过填海造地扩大了厂区面积，主要建设项目有：255米×27米的万吨级船台2座，75吨高架吊车3台，662米舾装码头、船体联合厂房和机械、电工、轮机、工具等车间厂房，以及氧气站、乙炔站、66千伏变电站等15项重大工程，实际耗资4405万元。经过第1次技术改造大连船舶工业具备了建造万吨级船舶的能力，并开始批量建造中、大型船舶实现了以修船为主向以造船为主的转变，成为中国北方重要的造船工业基地。
1962年，建成交工由苏联转让制造的“567”型万吨级远洋货轮“跃进”号，标志着大连船舶工业工艺技术的实现重大突破。该船采用“三岛式”建造工艺，创造了58天船台周期的先进纪录。交工前经国家验收委员会检验证明：船体结构装配准确，外形光顺美观，焊接质量优良，主要尺度精确，主机、轴系安装全部符合规范要求。