北方工程设计研究院有限公司前身为创建于1952年9月的二机部二局第一研究所，1958年成立一机部第五设计院，1963年为五机部第五设计院。勘察部分独立建制，成立勘察公司。从1969年11月至1970年2月，原五院分为三个设计大队及两个直属连队，分别搬迁至山西省太谷县、河南省南阳市、甘肃省兰州市、四川省成都市、湖南省长沙市，勘察公司部分人员搬至河南省南阳市。
   1971年7月，五机部决定在石家庄新建一个设计院和勘察公司华北勘察大队石家庄基地。1973年至1974年分布在各地的设计大队陆续搬迁集中于河北省石家庄市新的设计基地，位于南阳的勘察设计人员也搬至华北勘察大队石家庄基地。
   1975年五机部决定，将老五院一分为二，以火炸药等专业（包括设计规划）在北京组建新的第五设计院，以枪炮、弹、引信、光学、坦克车辆、发动机等专业，在石家庄组建第六设计院，1975年10月25日，第六设计院以新的单位名称对外开展工作，分散在各地的相关专业设计人员搬回石家庄。华北勘察大队更名为五机部勘察公司第一分公司，南阳部分人员搬至石家庄。
   1986年勘察公司更名为综合勘察院，第一分公司更名为综合勘察院分院。11月综合勘察院分院独立，成立北方勘察研究院，1996年更名为中国兵器工业北方勘察设计研究院。
   1987年六院改名为北方设计研究院，1990年始"北方设计研究院"（工商营业执照名称）与"中国兵器工业第六设计研究院"名称同时使用。
   2010年底，北方设计研究院和北方勘察设计研究院联合组建北方工程设计设计研究院有限公司。