Компания основана в 1932 году на базе механического завода «Оружейник»: в начале 30 годов XX века на Искринской улице, там, где теперь находится ХЭЛЗ, размещались небольшие мастерские. В 1931 году их территория и постройки были переданы в ведение ГПУ УССР. Так появились оружейно-механические мастерские «Оружейник», где изготавливались самые разнообразные изделия — от охотничьих ружей до арифмометров.

В 1932 году начал вырисовываться профиль будущего завода: был создан цех по изготовлению небольших электродвигателей серии"И".

Большим событием на предприятии стала организация чугунолитейного цеха. Он разместился в неприспособленном помещении, где действовала одна вагранка, выпускавшая литье для корпусов и щитов электродвигателей. Был и цех товаров широкого потребления — бондарный, который приносил заводу немалые по тем временам средства, необходимые для развития предприятия, наращивания производства основной продукции.

В 1934 году предприятие было преобразовано в механический завод НКВД УССР, был освоен выпуск новых изделий: электродвигателей типа И-10 и И-11, арифмометров типа «Динамо» и шайб Гровера.

15 декабря 1935 года газета «Харьковский рабочий» писала: «Полтора миллиона рублей золотом мы платили ежегодно американским фирмам за шайбы Гровера. Взглянув на такую шайбу, иной пожмет плечами: за что платили золотом? Неужели трудно овладеть производством такой мелочи? Оказывается нелегко. Лишь механический завод НКВД научился в СССР производить шайбы Гровера».

В годы второй пятилетки завод активно поддержал Стахановское движение. Накануне предстоящей стахановской вахты комсомольцы завода остались после работы в цехе подготовить все необходимое для ударной работы. А утром за два часа выполнили дневную норму. А результат стахановского дня – 380 процентов выработки!

По инициативе рабочих на предприятии был создан духовой оркестр — один из лучших в городе. Большой популярностью пользовался заводской джаз-оркестр. Комсомольцы завода установили связь с Николаем Островским, прикованным к постели тяжелой болезнью. И сегодня в Государственном литературно-мемориальном музее Н. Островского в Сочи хранится винтовка, подаренная в 1935 году писателю комсомольцами Харьковского механического завода. На винтовке — надпись: «Пламенному борцу за социализм винтовкой и пером Н. Островскому от КСМ организации мех. завода НКВД УССР, г. Харьков, 24.XI. 1935 г.».

21 декабря 1937 года Харьковский механический завод был передан в ведение НК машиностроения СССР.

В 1938 году предприятие переименовали в Харьковский электротехнический завод — ХЭЛ3.

В начале войны завод перешел на выпуск оборонной продукции — электрооборудования для танков, корпусов артиллерийских снарядов, приспособлений для мин и других изделий. В конце октября 1941 завод был эвакуирован на восток страны. До освобождения Харькова ХЭЛЗ не работал.

В августе 1943 года завод представлял собой руины. Но вот на пепелище появились люди и стали разбирать завалы. Кое-как удалось восстановить токарный станок, но не было оснастки, отсутствовала электроэнергия, единственный станок приходилось вращать вручную...

В ноябре 1943 года по приказу Народного Комиссариата электротехнической промышленности ХЭЛЗ получил первое послевоенное задание по выпуску малых электрических машин. Разбирая завалы, рабочие обнаружили два электродвигателя модели THГ-41. Их выпуск осваивался перед войной, чертежи были утеряны. Решили по найденным образцам начать серийный выпуск. Страна начала получать первые послевоенные харьковские электродвигатели.

К 1955 году завод должен был освоить массовое производство электродвигателей первой всесоюзной единой серии АЛ-3 в силуминовой оболочке различных типов и серийное производство первой всесоюзной серии электродвигателей А-4 в чугунной оболочке мощностью 1,7—4,5 киловатта.

В 1950-1960 годы на ХЭЛЗе было изготовлено и внедрено свыше 110 единиц различного оборудования и средств механизации: волочильный стан для протяжки стальной проволоки, агрегатно-сверлильные станки для одновременной сверловки всех отверстий в щитах электродвигателей, кокильные станки для цветного литья, станки для алмазной заточки инструмента, статороизолировочные станки, полуавтоматы для обработки коробок выводов электродвигателей и другие.

В эти годы завод работал под лозунгом «Впервые». Впервые в СССР ХЭЛЗ внедрил в производство всесоюзную серию электродвигателей серии А. Первым в отрасли на предприятии начато изготовление моторов, предназначенных для экспорта в страны с тропическим климатом. Одним из первых в Харькове ХЭЛЗ перешел на семичасовый рабочий день. При этом производительность труда на заводе возросла на 12,4%!

В 1959-1960 годах ХЭЛЗ принял участие в международных выставках в Венгерской Народной Республике и Монгольской Народной Республике. Двигатели завода работали на атомоходе «Ленин», рыболовецкой флотилии «Советская Украина», на теплоходах «Грузия», «Эстония». Продукция завода поставлялась в 26 стран мира.

В 1963 году было создано Специальное конструкторское бюро электродвигателей – СКБЭД. В этом же году ХЭЛЗ первым среди украинских предприятий начал серийный выпуск бытовых электронасосов. Сегодня каждый третий насос, выпущенный на Украине, сделан на ХЭЛЗе, а популярность электронасоса БЦ 1.1 («Водограй-Харьков») достойна «Книги рекордов Украины»: с конвейера ХЭЛЗа сошло 3 100 000 штук насосов БЦ 1.1

В 1975 году на предприятии созданы информационно-вычислительный центр и автоматизированная система управления производством.

В 1975 году на базе ХЭЛЗа было создано производственное объединение «Укрэлектромаш». В него, кроме ХЭЛЗа, вошли Полтавский электромеханический завод «Электромотор», Днепропетровский электромеханический завод и СКБ электродвигателей.

В 80-е годы была разработана серия электродвигателей АИ (асинхронные интернациональные) в рамках программы «Интерэлектро». Опытная партия электродвигателей серии АИ-80 выпущена в конце 1983 года.

В начале 80-х годов конструкторы разработали и внедрили в производство электродвигатели для привода высокопроизводительных дождевальных машин типа «Кубань». Кроме того, хэлзовцы создали корморезку с электродвигателем для индивидуального пользования. В 1985 году были изготовлены первые 100 корморезок.

В 2001 году ХЭЛЗ вошел в состав Украинской промышленной энергетической компании (УПЭК) - начался новый этап жизненного пути предприятия.

В 2002 году продукция завода была сертифицирована в соответствии со стандартом «ISO 9001:2000». Система управления качеством распространяется на готовую продукцию, промежуточные операции по соблюдению геометрии изделий и электрических параметров, а так же - на входной контроль всех материалов.

В 2003 году предприятие зарегистрировало собственную торговую марку HELZ. А уже в 2005 году электротехническая продукция ТМ «ХЭЛЗ» была удостоена всеукраинского знака качества «Вища проба».

2008–2010 гг. - на ХЭЛЗ, как и на всех предприятиях Индустриальной группы УПЭК, внедрена комплексная система автоматизации.

В 2010 году освоена технология автоматической сварки неплавящимся электродом прямолинейных швов тонкостенных труб из низколегированных и нержавеющих сталей. Внедрение этой технологии позволило отказаться от закупки импортных труб для заготовок и самостоятельно изготавливать на предприятии корпуса скважинных погружных насосов.

В 2011 году — предприятие преобразовано в публичное акционерное общество. ХЭЛЗ  прошел третий ресертификационный аудит действующей системы менеджмента качества на соответствие требованиям международного стандарта ISO 9001.

В 2012 году был проведен глубокий анализ производственных процессов предприятия ХЭЛЗ, а также мнений и пожеланий клиентов, по результатам которого пересмотрен и оптимизирован каждый бизнес-процесс. Компания ХЭЛЗ начала уделять дополнительное внимание процессам, влияющим на качество производимой продукции и ее сервисной поддержки.

В 2013 году ПуАО ХЭЛЗ начал прогрессивный этап развития и укрепления конкурентной позиции на рынке, основанный на стабильно высоком качестве выпускаемой продукции и новой системе сервисной поддержки клиентов. 

Разрабатываются новые уникальные продукты, расширяется география поставок, осваиваются новые рынки.