Решение о необходимости строительства завода узлов автоматических литейных линий в Пинске было принято в 1969 году; площадку выбрали в 1970 году. Приказ о строительстве завода издан 18 ноября 1971 года. 30 декабря 1974 года Государственная приемная комиссия подписала акт ввода объектов первого пускового комплекса. В 1975 году предприятие получило название Пинский завод литейного оборудования и приступило к выпуску автоматических линий и средств механизации для литейного производства.
В 1976 году было освоено 21 наименование технологического литейного оборудования, в 1978 году введен второй пусковой комплекс. В 1979 году завод стал Пинским производственным объединением по выпуску литейного оборудования. В 1985 году после слияния двух предприятий образовалось объединение по производству кузнечно-прессовых и литейных автоматических линий; в 1987 году в его названии появилось «Кузлитмаш». В 1990-1992 годах предприятие освоило сельскохозяйственные машины, медицинское оборудование, узлы для тракторов и товары народного потребления. В 1998-2001 годах объединение было преобразовано в государственное, затем в республиканское унитарное предприятие.
В ноябре 2010 года предприятие преобразовано в ОАО «Кузлитмаш». В 2011 году оно вошло в производственное объединение «Белорусский автомобильный завод», а в сентябре 2012 года включено в холдинг «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ». Предприятие продолжает выпуск кузнечно-прессового и литейного оборудования, узлов и деталей для карьерных самосвалов БЕЛАЗ, базовых узлов электрических машин и металлоконструкций.