ПАТ «МТЗ» історично бере свій початок від термічного цеху заводу імені Ілліча, де термооброблювалась і правилась броня. Пізніше цех отримав найменування цех №36. В ньому вироблялись конвертери, засипні апарати, хімічні реактори. 1970 року освоєно штамповку днищ для цистерн.

У зв’язку з конверсією, більшість воєнних замовлень зникло.

20 січня 1994 року, Наказом №62 Мінважпрому, на базі концерну «Азовмаш» створюється ВАТ «Азов», до якого не увійшли цех №36 «Азовмаша», ГСКТІ. Цех №36, що став Маріупольським термічним заводом, отримує статус державної фірми. Першим директором призначено О. І. Іванця.

У 1997 році на базі держпідприємства МТЗ створюється ВАТ «МТЗ».

До числа основних робіт входять складання-зварювання та наплавка виробів металургійного обладнання (доменного та конвертерного), штамповка деталей для вагонів (днища, закладні листи).

Після вводу в «Азовелектросталі» формовочної лінії для крупного вагонного лиття, МТЗ доручається термообробка бокових рам.

2007 року майно термічного заводу передається в аренду. На його базі створюються 2 цехи: цех №136, що увійшов «Азовзагалмашу», де виготовляються вироби загального й загального машинобудування, та цех №103 «Азовелектросталі», що займається термообробкою.

З 19 травня 2010 року головою правління – генеральним директором ВАТ «МТЗ» обирається В. І. Телиця.

2011 року ВАТ «МТЗ» перетворюється в ПАТ «МТЗ». Його генеральним директором обрано В. І. Телицю.

У 2016 році ПАТ «МТЗ» перейменовано в ПРАТ «МТЗ».

З травня 2016 року Генеральним директором Товариства призначено Алізаєва  Гіюя Тенгізовіча.