Предприятие основано в 1960 году как завод тяжелого бумагоделательного машиностроения.
"Петрозаводскмашем" создан в стране новый парк оборудования ЦБП. Завод также хорошо известен в России и за рубежом как крупный производитель нефтехимического оборудования и поставщик уникального чугунного литья.
С начала 2010 года предприятие входит в "Атомэнергомаш" - машиностроительный дивизион Госкорпорации "Росатом". Под патронажем инжиниринговой компании "Росатома" - ЗАО "АЭМ-технологии" - "Петрозаводскмаш" решает амбициозные задачи по изготовлению всей гаммы оборудования "ядерного острова" АЭС.