Согласно изначальному плану Уральский турбинный завод (УТЗ) намечалось построить в 1932 -1936 гг. в качестве структурного подразделения электромашиностроительного комбината. В 1930 г. Высший совет народного хозяйства (ВСНХ) поручил Всесоюзному электротехническому объединению провести проектно-изыскательские работы для определения мест возведения сразу нескольких предприятий электромашиностроительной отрасли. Одним из ключевых предложений стало строительство комбината «Уралэлектромаш» (УЭМК) на северной окраине Свердловска. Планировалось, что комбинат, объединив «на основе максимальной механизации и дифференциации производственных процессов пять основных заводов и девять заготовительных и обслуживающих», наладит выпуск всей номенклатуры электрооборудования: от турбин, генераторов и трансформаторов до кабелей, изоляторов и проводов. Под площадку будущего промышленного гиганта отвели территорию от озера Шарташ до пос. Медный Рудник (с 1946 г. – г. Верхняя Пышма).

В июне 1932 г. Совет труда и обороны при Совете народных комиссаров СССР утвердил сроки строительства УЭМК: машиностроительное и аппаратное производства должны вступить в строй до конца 1934 г., турбогенераторное и трансформаторное производства – к 1936 году.

В силу экономических и политических событий нашей страны единый комбинат так и не был построен, а вылился в создание двух самостоятельных предприятий – Уралэлектроаппарата и Уральского турбинного завода. В 1937 году был утвержден проект турбинного завода, а 2 октября 1938 года образован Уральский турбинный завод (УТЗ). Основная специализация УТЗ по выпуску паротурбинных двигателей для военно-морских судов на стадии строительства сменилась на производство паровых турбин для теплоэлектроцентралей.

В мае 1941 года УТЗ была выпущена теплофикационная турбина мощностью 12 МВт. Изготовление первой турбины означало: освоение производственного цикла самой мощной по тем временам паровой теплофикационной турбины; определение направления специализации завода по выпуску теплофикационных турбин; создание возможности утверждать в дальнейшем свои новые технические и конструктивные решения.

С января 1942 – август 1943 года происходят коренные изменения в структуре завода в связи с эвакуацией предприятий Ленинграда и Харькова. Был проведен раздел производственных площадей, и возникли два самостоятельных завода — моторный № 76 Наркомата танковой промышленности, по выпуску танковых двигателей и Уральский турбинный завод Наркомата тяжелого машиностроения.

В военные годы УТЗ оставался единственным в СССР турбостроительным заводом, обеспечивающим работоспособность турбоустановок и кораблей ВМФ, от его работы зависела энергетическая безопасность, темпы выпуска военной продукции, укрепление военной мощи страны.

Главной заслугой УТЗ стал выпуск запчастей для действующих турбин, а также узлов и деталей для восстановления (укомплектования) эвакуированных. Благодаря этому в тылу была проведена большая работа по ревизии, ремонту и монтажу турбин и росту производства электроэнергии.

К концу войны на заводе возник законченный цикл производства от заготовительных до выпускающих цехов. УТЗ стал собственно заводом.

В годы ВОВ УТЗ выполняет проекты по выпуску судовых турбин и паровых турбин АТ-25-2. Организация производства этих турбин происходила в тяжелых условиях снабжения завода заготовками и материалами. Одновременно проводилось улучшение конструкции турбин с целью повышения экономичности, надежности, снижения трудоемкости и металлоемкости. Разрабатывались и внедрялись технологии сварных конструкций, сокращавшие сроки изготовления, а также исключающие получение литых деталей по кооперации.

За коренное совершенствование технологии серийного производства мощных судовых турбин группе специалистов завода в 1951 году была присуждена Государственная премия.

В целом за годы войны УТЗ выпустил 11 турбин на общую мощность176 МВт, укомплектовал 32 турбины на общую мощность около 700МВт, изготовил запчасти для 180 типов турбин. Благодаря самоотверженной работе строителей и коллектива завода, технической подготовке и организации производства был осуществлен переход на серийный выпуск паровых турбин.

В этот период организовано Специальное конструкторское бюро (СКБт), завод перешел на самостоятельное выполнение проектов турбин и разработку конструктивных решений, которые стали прототипами для последующих турбин конструкции УТЗ; выпуск теплофикационных турбин с новыми ступенями единичной мощности и начальных параметров – создание оборудования для крупных ТЭЦ, позволяющее более высокими темпами развивать централизованное теплоснабжение городов.
В этот период выполняются технические проекты:
• 1950 г. – проектирование конденсационных турбин мощностью 12 МВт (АПТ-12-1,АТ-12-2, АК-12-1)для Брянского машиностроительного завода.
• 1953 г. – проект предвключенной турбины мощностью 6 МВт (ВР-6) для надстройки электростанций среднего давления и, в первую очередь, станций металлургических заводов. Работа по этому проекту велась самостоятельно силами КБ УТЗ
• 1955г. – проектирование турбин мощностью 25 МВт (ВПТ-25). Испытания в условиях эксплуатации турбин мощностью 6-25 МВт подтвердили их эффективность и правильный выбор совершенствования турбин.
• 1957 г . – разработки проектов турбин мощностью 50-100 МВт с регулируемыми отборами пара для отопления и нужд производства (ВТ-50-1, ВТ-100-1, ВПТ-50-4).
• 1963 г. – изготовлена турбина мощностью 50МВт на 3600 об/мин (Т-50-130-6) для поставки в Северную Корею
Легендарной турбиной стала теплофикационная турбина Т-100 - флагман российского машиностроения. Сразу после выпуска первых машин в 1961 году начато их промышленное производство, которое продолжается в настоящее время. За разработку конструкции, освоение серийного производства турбины Т-100 группе специалистов завода была присуждена Ленинская премия (1966). В 1967 году турбине Т-100 первой среди турбин в СССР был присвоен Знак качества.
За досрочное выполнение заданий пятилетки и создание современных теплофикационных турбин в период 1959-1965 годов 22 января 1971 года Уральский турбомоторный завод был награжден орденом Трудового Красного Знамени.
В этот период многое делается для заводчан. Строятся десятки домов, к новому жилищному массиву протягивается трамвайная линия, открывается первый заводской пионерский лагерь, детсады и ясли, начинают действовать баня и кинотеатр. Начинает работать базовое ремесленное училище. Территория завода (в то время Турбомоторного завода) превращается в настоящий цветущий сад: десятки тысяч деревьев, кустарников, множество клумб, бассейн, фонтаны. (За «зеленое оформление» завод получил в 1953 году даже золотую медаль ВДНХ СССР. )

Завод был определён головным предприятием страны по выпуску теплофикационных паровых турбин. Предстоящий серийный выпуск новых турбин большой мощности был возможен при условии реконструкции завода. Реконструкция завода начата в 1964 году и продолжалась до 1980 года.  Были построены новые производственные площади механосборочного цеха, цех металлоконструкций, испытательный стенд и стенд балансировки роторов на рабочих оборотах, осуществлена реконструкция ТЭЦ, создана экспериментальная база по паротурбостроению. Станочный парк существенно пополнился уникальными станками. При подготовке производства новых турбин были разработаны уникальные технологические процессы обработки деталей и узлов этих турбин. Производственная мощность завода по изготовлению турбин увеличилась в 2,5 раза.
Первая турбина Т-250/300-240 была изготовлена в 1970 году. Турбины такого класса предназначались для ТЭЦ крупных городов, таких как Москва, Санкт-Петербург, Киев, Минск и др. Одна такая турбина может обеспечить электроэнергией и теплом жилой массив с населением 250 тысяч человек.
За разработку конструкции, освоение  производства и внедрение в народное хозяйство теплофикационной паровой турбины Т-250/300-240 на сверхкритические параметры пара составу специалистов завода в 1979 году была присуждена Государственная премия.
Первая турбина Т-175/210-130 была изготовлена в 1979 году, а ПТ-135/165-130/15 – в 1983 году. В процессе серийного производства эти турбины совершенствовались, и на их базе разработаны и выпускаются модификации.
Практически одновременно с началом строительства первых электростанций на ядерном топливе (АЭС) начались исследования возможности использования ядерного топлива для целей теплоснабжения крупных потребителей тепла (городов, крупных промышленных предприятий с большими жилыми массивами). С учетом этих исследований завод начал проектные разработки паровых турбин для АТЭЦ.
Технический проект турбины ТК-450/500-60 был разработан в 1978 году, в 1985 году завершена разработка рабочих чертежей турбины, начаты подготовка производства и изготовление основных узлов и деталей турбины. Однако в 1986 году Чернобыльские события (авария на Чернобыльской АЭС) остановили начатые работы. Разработанный проект  турбины ТК-450/500-60 показывает возможность создания теплофикационных турбин для атомных ТЭЦ с большими тепловыми нагрузками.
Благодаря проведенной реконструкции и расширения производства завод ежегодно выпускал более 20 паровых турбин, включая турбины Т-100, Т-250, суммарной мощностью до 2,5 млн. кВт, до 36 газовых турбин  типов ГТН-6 и ГТН-16 мощностью 6 и 16 МВт, запасных частей к энергооборудованию в объёме до 20 млн. руб. (в ценах 1974 г.), до 9500 дизелей мощностью 100-800 л.с. 54 модификаций, 9000 прицепных силосоуборочных комбайнов типа КСС-2,6 по кооперации с более, чем 100 заводами трёх областей (Свердловской, Челябинской и Пермской), 6000 турбокомпрессоров для наддува дизелей.