徐州机电工程学校的校史源远流长，起始于1978年，当时在原煤炭工业部的批准下，基于丰沛矿区建设指挥部的“七二一”工人大学，学校得以扩建并更名为江苏省丰沛矿区煤炭基本建设技工学校。

1979年1月，学校确立了双重领导体制，即受煤炭工业部和地方政府共同管理，但以部为主导。1984年，随着江苏省政府的认可，学校正式升级为“江苏省煤炭基本建设职工中等专业学校”，同年6月，技校更名为“徐州煤炭基本建设技工学校”。

在1993年，学校被煤炭工业部首批认定为省级重点技工学校，显示了其教育质量的不断提升。1996年，煤炭工业部在学校设立了“江苏省煤炭基本建设安全技术培训中心”，强化了学校的培训功能。

随着教育体制的变革，1998年学校归属关系发生变化，不再隶属于煤炭工业部，转由中国煤炭第五工程公司管理。2002年，学校划归江苏煤矿安全监察局，同年中专校名改为“徐州机电工程学校”。

在不断的发展中，学校在2004年进一步更名为“徐州机电技工学校”，并被评选为国家级重点技工学校。2006年，学校晋升为国家重点中等职业学校，标志着其在职业教育领域的地位进一步提升。

2008年，培训中心更名为“徐州煤矿安全技术培训中心”，强化了其在安全生产领域的专业培训职责。到了2009年，学校再次获得荣誉，被人力资源和社会保障部评定为高级技工学校，现正式名称为“徐州机电高级技工学校”。