金属材料强度国家重点实验室的前身是1963年高教部和国家科委批准成立的金属材料及强度研究室、1981年成立的金属材料强度研究所和1985年国家教委批准成立的金属材料强度部门开放实验室。1990年利用世界银行贷款进行建设，1995年4月建成，通过国家验收成为国家重点实验室，并正式对外开放。
金属材料强度研究在西安交通大学有着悠久的历史和传统。以往本实验室的研究对象是以钢铁材料微观组织与力学性能的关系，特别是其服役行为优化为主，形成了“金属材料强度研究及其应用”这一学术传统和学科体系，在“发挥材料强度潜力”、“低碳马氏体理论及应用研究”和“材料强塑韧合理配合”等方面的基础理论研究成果曾成功地应用于多种材料体系和行业部门，获得国家科技进步一等奖和国家自然科学三等奖等多项奖励，累计经济效益逾10亿元，为国民经济建设和材料强度理论及其应用的学科发展作出了重要贡献。
材料的多品种、多功能化是当今本学科研究领域发展的趋势，但其服役行为仍旧是其最基本和核心的要求，被认为是材料科学与工程研究四大要素的制高点，但却是该领域四要素研究中的薄弱环节。不管是结构材料还是功能材料，其从无到有的制备无疑是重要的，但要将材料应用于实际，其服役行为优化及适用性是首先要解决的、最为关键的问题之一，其中力学性能又往往是材料服役行为的重要指标。因此，随着先进材料的不断涌现和传统材料的更新换代及其高性能化，材料力学性能的研究将处于更重要的地位，金属材料强度实验室任重道远。