协同和机器厂创建于1912年，前身是清宣统三年（1911年）由陈沛霖、陈拔廷在芳村大涌口开办的协同和碾米厂。1912年与何谓文合股扩大成协同和机器厂，专门生产柴油机。1915年该厂成功仿制4缸44.3千瓦两冲程热球式柴油机。1918年又生产出117.7千瓦、用压缩空气启动、可逆转的两冲程柴油机，安装在轮船上航行于珠江，引起航运业重视，遂继续仿制了两冲程和四冲程柴油机多种。1930年在香港开设分厂。1937年，该厂累计生产了各种规格的柴油机383台/1.68万千瓦，有设备85台，职工340人，为华南地区最大的机器厂，产品行销华南、东南亚和加拿大等地。广州沦陷后，厂房设备遭日军劫掠一空。抗战胜利后，恢复机械维修业务。1956年，有9家小型机器厂并入，成为一家专业生产柴油机的工厂。1966年改名为广州柴油机厂。
2008年12月，被公布为，被公布为第七批广州市文物保护单位。广州市文物保护单位。
2018年1月，入选第一批中国工业遗产保护名录。