1958年–1962年

中国科学院沈阳自动化研究所筹建时期。先后经历了辽宁电子技术研究所自动化（903）专业、中国科学院辽宁分院自动化研究所、中国科学院东北工业自动化研究所等阶段。

1968年–1970年

业务工作由国防科委第十五研究院代管。

1970年7月

回归中国科学院。

1972年8月

名称确定为“中国科学院沈阳自动化研究所”。

1958年–1978年

主要研究方向为自动化技术、计算机应用、光电跟踪系统、数控技术等。

1984年

依托沈阳自动化研究所建设的国家机器人示范工程正式启动。

1989年

建立中国科学院机器人学开放实验室。

1996年

依托机器人示范工程建立机器人技术国家工程研究中心。

1997年

中国科学院开展研究所分类定位试点工作，沈阳自动化研究所成为全院首批获得批准进行分类定位的单位之一，定位为先进制造与自动化领域高技术研究与开发基地型研究所。

1999年

作为首批12个试点单位之一，率先成为中国科学院知识创新工程试点，开始全面启动知识创新工程试点工作。

1979年–1998年

主要研发领域是：以机器人技术为主导方向，发展自动控制技术、高精度电视跟踪技术、工程自动化总体技术。

2000年

建立沈阳新松机器人自动化股份有限公司，工业机器人产业化迈出实际的步伐。以新松公司注册独立运行为标志，研究所投资的高技术公司开始与研究所主体分离，并市场化运营。

2007年

依托于沈阳自动化研究所的机器人学国家重点实验室获得国家科技部批准，实验室各项建设逐步展开。

1999年以来

确定以先进制造与自动化为主要学科领域，在智能机器和先进制造系统两个方向开展研发工作。