太原兵工厂和沈阳兵工厂及汉阳兵工厂，是民国史上的三大兵工厂。阎锡山能够统治山西达38年之久，与太原兵工厂为其制造兵器弹药，进而招兵买马，扩大势力有直接关系。

阎锡山在辛亥革命后，由清军86标标统(相当于团长)一跃而为山西大都督，独揽大权。1914年5月，阎被袁世凯委任为同武将军，1916年又被委任为山西督军。1917年，阎锡山出席北京督军团会议时，曾参观陆军部国产武器试射比赛。见现场试射的汉阳兵工厂所制的枪炮精良，遂萌生自造军火的念头。同年，阎将晋军扩编为4个混成旅，计有12个步兵团，2个骑兵团，4个炮兵营，1个机枪营。装备各种枪械1万多支，包括机关枪数十挺，山野炮数十门。这些武器年久失修，尤其缺乏枪弹。只有打仗时才下发少数子弹给部队，士兵所挎的子弹带大半是空的，而进口武器弹药则为北京政府所不允。在当时军阀派系林立，你争我夺的情势之下，要保住地盘，巩固统治，阎感到筹建火药厂和枪弹厂是当务之急。

早在1898年(光绪二十四年)，山西巡抚胡聘之受张之洞搞洋务建立汉阳兵工厂的影响，就在太原小北门(拱极门)外柏树园千佛寺庙地建了厂房22间，命名为机器局。其始设备简陋，又缺工匠，只能修理戈矛、马刀、来复枪、小炮等物件。后从天津等地聘来一批工匠，比较复杂的废旧兵器也能修配如新。及至1912年(民国初年)，阎锡山委派留学英国的定襄人李蒙淑(陶庵)为机器局局长，略加扩充规模，但仍无制造武器的能力。阎锡山怕袁世凯猜忌而遭铲除，就在1914年将机器局改为山西陆军修械所。

袁世凯死后，阎锡山遂放手大胆进行扩充军备的活动。为解决资金问题，阎在修械所内增设了铜元局，用铸造铜币所得的巨额收入，扩建了厂房，添置了机器，并从天津等地招募机械技工，职工增至五六百人。1920年3月，阎又下令将修械所和铜元局合并，改称为山西军人工艺实习厂。

山西军人工艺实习厂上设总办，由晋军第一旅旅长商震兼，李蒙淑任厂长，下设三个科，其中第二科分工专管制造火药和枪弹。1921年，实习厂从上海高昌庙所设的陆军部国营军器工厂订购子弹机一套，日产子弹1万发。后经太原育才机器厂仿造了子弹机，产量翻了一番，日产2万发。另可以制造六五步枪、七九步枪和冲锋枪的子弹，此乃山西制造军备之开始。

在制造枪弹成功的同时，又开始研制手榴弹。弹体分铁皮与铸铁两种。经过多次实验和战场的实践，木柄铸铁手榴弹弹体可以爆裂成数十粒乃至上百粒弹片，杀伤力大，成为山西造军火中的名牌，最高日产达十万多颗。南京和沈阳兵工厂均仿制，公认山西研制的手榴弹威力最大。

1923年7月，山西军人工艺实习厂再度改组，将下设三个科所属的生产车间均改为厂，并新设置了枪弹厂、炸弹厂、炮弹厂、无烟药厂、炸药厂，制酸厂。另外，阎锡山还在太原东山成立了独立的黑药厂和压药厂。随着枪弹、炸弹和炮弹的产量日增，火药生产赶不上需要，除白色起爆炸药外，还生产了皮克林酸炸药，为降低成本，又研制生产了铅粉炸药，但在实用中出现爆炸不良等现象。1924年，在日本帝国大学学化工的张恺毕业归来，仿制成本低廉的硝酸铵炸药成功。阎将此炸药命名为恺字炸药。1926年，阎将制酸厂、无烟药厂和炸药厂从山西军人工艺实习厂划分出来，和黑药厂、压药厂合并改组为独立的太原火药厂，委张恺为厂长。不仅火药产量提高了，还先后研制成速燃火烟药，解决了大量生产迫击炮弹所需的抛射药，以及引信定时慢药。

恺字炸药的试制成功，促进了炸弹、炮弹的大量生产。1927年1月阎锡山又改山西军人工艺实习厂为太原兵工厂。这标志着山西军火生产由轻武器向重武器的迅猛发展。兵工厂和火药厂共有设备3800部，职工1.5万人，其规模堪与全国最大的汉阳兵工厂、沈阳兵工厂相媲美。1928年8月，蒋介石为削弱他人计，以北伐胜利为由召开编遣会议搞裁军。阎锡山投其所好，复改兵工厂为山西军人工艺实习厂，以伪对假，而其内部组织依旧。军火生产有增无减。从1928年至1930年间，兵工厂的月产量为:轻重炮35门，迫击炮100门，步枪3000支，机枪15挺，冲锋枪900支，炮弹1.5万发，迫击炮弹9000发，子弹420万发。阎锡山依靠这些武器装备，使晋军发展到30万人的兵力，并有余力高价出售武器给李宗仁、马鸿逵、马步芳等外省军阀。

1930年，历时半年的蒋、冯、阎中原大战以蒋介石获胜告终。阎锡山下野避居大连。蒋介石责成张学良统一节制晋、绥两省军政事宜，决定编遣晋绥军。太原兵工厂和火药厂的军火生产因此停止。两厂于1931年4月合并为太原修械所。原有的1.5万名职工裁减为1800名，只作一些军械修配和民品生产。

1931年“九一八”事变后，在全国人民一致要求抗日的形势下，蒋介石和阎锡山握手言和。1932年3月阎锡山复由蒋介石任命为太原绥靖公署主任，重掌文武大权。乃将太原修械所一分为二，即将其中原兵工厂部分改为壬申(是年为壬申年)制造厂，原火药厂部分改为壬申化学厂。两厂职工恢复到5000人。另将太原育才机器厂和太原育才炼钢厂合并为太原育才炼钢机器厂。原兵工厂的设备原封不动地划归壬申制造厂后，为避免蒋介石起疑，将炮厂与水压机厂合称壬申第一厂，炮弹和炸弹两厂合称壬申第二厂，步枪厂改称壬申第三厂，枪弹厂改称壬申第四厂，机关枪厂与熔炼等四厂合称壬申第五厂，冲锋枪厂改称壬申第六厂。总称为壬申制造厂的组织与原兵工厂并无实质上的不同，只是加大了民用产品的生产。

1934年9月，阎锡山为防止蒋介石南京政权“收归国有”的企图，又在一夜之间将这些改组的工厂变成了“民办”工厂，将上述各厂划归西北实业公司管辖。因为西北实业公司是属于新成立的山西公营事业董事会领导的民营企业，其实也仅仅是改变了一下厂名而已。如壬申一厂改称西北机车厂，壬申二厂改称西北农工机器厂等等。

阎锡山的这些兵工厂到1937年“七七”事变前，共有职工7000多人。日军进犯山西后，频繁轰炸。各厂无法生产。阎锡山想把工厂设备抢运到后方川陕等地，但直到11月8日日军占领太原前，只运走小型机床1000余部和动力电机200余部，仅占西北制造厂18个分厂全部财产的2％，其余设备悉数落入敌手。日军将其中较好的设备4000余部和西北炼钢厂炼焦部提炼汽油的设备及设在左云县的育才炼油厂设备拆卸装箱，运往日本的东京、大阪和伪满的沈阳、大连。利用这些设备组织生产军火和军用物资，以战养战。至此，阎锡山经营20多年，几经改组发展壮大的太原兵工厂不复存在。