北方工程設計研究院有限公司前身為創建于1952年9月的二機部二局第一研究所，1958年成立一機部第五設計院，1963年為五機部第五設計院。勘察部分獨立建制，成立勘察公司。從1969年11月至1970年2月，原五院分為三個設計大隊及兩個直屬連隊，分別搬遷至山西省太谷縣、河南省南陽市、甘肅省蘭州市、四川省成都市、湖南省長沙市，勘察公司部分人員搬至河南省南陽市。
   1971年7月，五機部決定在石家莊新建一個設計院和勘察公司華北勘察大隊石家莊基地。1973年至1974年分布在各地的設計大隊陸續搬遷集中于河北省石家莊市新的設計基地，位于南陽的勘察設計人員也搬至華北勘察大隊石家莊基地。
   1975年五機部決定，將老五院一分為二，以火炸藥等專業（包括設計規劃）在北京組建新的第五設計院，以槍炮、彈、引信、光學、坦克車輛、發動機等專業，在石家莊組建第六設計院，1975年10月25日，第六設計院以新的單位名稱對外開展工作，分散在各地的相關專業設計人員搬回石家莊。華北勘察大隊更名為五機部勘察公司第一分公司，南陽部分人員搬至石家莊。
   1986年勘察公司更名為綜合勘察院，第一分公司更名為綜合勘察院分院。11月綜合勘察院分院獨立，成立北方勘察研究院，1996年更名為中國兵器工業北方勘察設計研究院。
   1987年六院改名為北方設計研究院，1990年始"北方設計研究院"（工商營業執照名稱）與"中國兵器工業第六設計研究院"名稱同時使用。
   2010年底，北方設計研究院和北方勘察設計研究院聯合組建北方工程設計設計研究院有限公司。