迁入　清同治四年八月初十（1865年9月29日），清政府正式批准江南制造局创办。时在虹口原美商旗记铁厂旧址，即今九龙路溧阳路一带。次年八月（9月），于区境南部高昌庙购沿江地70余亩，予以扩充。同治六年四月（5月）起，陆续迁入，是年冬迁毕。

扩建　初设机器、汽炉、木工、轮船等分厂，洋炮楼、库房、煤栈及一号船坞。年底，在局西陈家港建军火分厂。同治八年建汽锤厂；九年于龙华镇建火药厂，在局西北建洋枪楼和汽机、熟铁等厂；十年设铸铜铁厂；十一年建第二号船坞；十二年设分局于龙华。清光绪元年（1875年）改汽炉厂为锅炉厂，于龙华设枪子厂。次年在松江建火药库。光绪四年改汽锤厂为炮厂，五年设炮弹厂，七年创水雷厂。14年间增建一个分局多家分厂，枪炮弹药配套，军火生产初成体系，造船亦渐具规模。因进口钢材价高易脱期，光绪十七年设炼钢厂，二十八年扩建。又因后膛枪需要，光绪十九年设栗色火药厂，次年在龙华设无烟火药厂。此外，迁区境后，设翻译馆迁入广方言馆。光绪二十四年，以画图房扩建工艺学堂。

停滞　光绪十一年，北洋大臣李鸿章急于扩充北洋海军实力，认为造不如买，加之财政原因，清政府令次年起停止造船。光绪二十三年，军机大臣荣禄以近海欠安全提出内迁，经数年筹议，拟迁江西萍乡。光绪三十年，总办魏允恭奉命筹迁。最终虽未实行，但生产规模缩小，裁黑色、栗色两火药厂，皮带房并入机器厂，西木栈并入库房，炮弹厂一度改铸钱厂，13家分厂合并为7家，却增设巡警与考工处加强管防，故中外时报多称其为“大而无用之废物”。

局坞分离　光绪三十年，两江总督周馥视察废置多年的船坞。次年奏建“局坞分离，船坞商办”并被批准。江南制造局专事枪炮弹药等军火生产。船坞更名江南船坞，实行商办。辛亥革命后一度由沪军都督府接收。民国元年（1912年）5月1日，为海军部接管，更名江南造船所。解放后名江南造船厂，详见《工业》编。

易名与结束　局坞分离后，光绪三十二年金陵制造局并入，但局务并无起色。清宣统三年九月十七日（1911年11月7日）更名上海制造局。民国6年4月改上海兵工厂。民国21年一二八之役停产，9月停办，设施大部并入南京金陵兵工厂，部分并入武汉汉阳兵工厂。