1963年，第五机械工业部由第三机械工业部分出。
1982年，第五届全国人民代表大会常务委员会第二十三次会议审议了国务院机构改革实施方案和赵紫阳总理关于国务院机构改革进展情况和三项议案的说明，决定由第五机械工业部改名改制设立兵器工业部。
01. 内务部 部长：钱瑛 → 曾山
02. 外交部 部长：陈毅（兼）
03. 国防部 部长：彭德怀（兼） → 林彪（兼）
04. 公安部 部长：罗瑞卿（兼） → 谢富治
05. 国家基本建设委员会 主任：陈云（兼）
06. 国家计划委员会 主任：李富春（兼）
07. 国家经济委员会 主任：薄一波（兼）
08. 国家科学技术委员会 主任：聂荣臻（兼）
09. 财政部 部长：李先念
10. 粮食部 部长：沙千里
11. 商业部 部长：程子华 → 姚依林
12. 对外贸易部 部长：叶季壮
13. 水产部 部长：许德珩
14. 冶金工业部 部长：王鹤寿
15. 化学工业部 部长：彭涛
16. 第一机械工业部 部长：赵尔陆 → 段君毅
17. 第二机械工业部 部长：宋任穷 → 刘杰
18. 煤炭工业部 部长：张霖之
19. 石油工业部 部长：余秋里
20. 地质部 部长：李四光
21. 建筑工程部 部长：刘秀峰
22. 纺织工业部 部长：蒋光鼐
23. 轻工业部 部长：李烛尘
24. 铁道部 部长：滕代远
25. 交通部 部长：王首道
26. 邮电部 部长：朱学范
27. 农业部 部长：廖鲁言（1964年9月起江一真代理）
28. 农垦部 部长：王震
29. 林业部 部长：刘文辉
30. 水利电力部 部长：傅作义
31. 劳动部 部长：马文瑞
32. 文化部 部长：沈雁冰
33. 教育部 部长：杨秀峰
34. 卫生部 部长：李德全
35. 体育运动委员会 主任：贺龙（兼）
36. 民族事务委员会 主任：乌兰夫（兼）
37. 对外文化联络委员会 主任：张奚若
38. 华侨事务委员会 主任：廖承志
39. 农业机械部 部长：陈正人
40. 第三机械工业部 部长：张连奎 → 孙志远
1. 外交部 部长：陈毅（兼）
2. 国防部 部长：林彪（兼）
3. 国家计划委员会 主任：李富春（兼）
4. 国家经济委员会 主任：薄一波（兼）
5. 国家科学技术委员会 主任：聂荣臻（兼）
6. 公安部 部长：谢富治（兼）
7. 内务部 部长：曾山
8. 民族事务委员会 主任：乌兰夫（兼）
9. 农业部 部长：廖鲁言（至1966年5月由江一真代理）
10. 农垦部 部长：王震
11. 林业部 部长：刘文辉
12. 水产部 部长：许德珩
13. 冶金工业部 部长：吕东
14. 化学工业部 部长：高扬
15. 第一机械工业部 部长：段君毅
16. 第二机械工业部 部长：刘杰
17. 第三机械工业部 部长：孙志远
18. 第四机械工业部 部长：王诤
19. 第五机械工业部 部长：邱创成
20. 第六机械工业部 部长：方强
21. 第七机械工业部 部长：王秉璋
22. 第八机械工业部 部长：陈正人
23. 煤炭工业部 部长：张霖之
24. 石油化学工业部 部长：余秋里
25. 水利电力部 部长：傅作义
26. 地质部 部长：李四光
27. 建筑工程部 部长：李人俊
后拆分为：
建筑工程部 部长：刘裕民
建筑材料工业部 部长：赖际发
28. 纺织工业部 部长：蒋光鼐
29. 轻工业部 部长：李烛尘
30. 铁道部 部长：吕正操
31. 交通部 部长：孙大光
32. 邮电部 部长：朱学范
33. 物资管理部 部长：袁宝华
34. 劳动部 部长：马文瑞
35. 财政部 部长：李先念
36. 粮食部 部长：沙千里
37. 商业部 部长：姚依林
38. 对外贸易部 部长：叶季壮
39. 文化部 部长：陆定一
40. 教育部 部长：何伟
41. 高等教育部 部长：蒋南翔
42. 卫生部 部长：钱信忠
43. 体育运动委员会 主任：贺龙（兼）
44. 对外文化联络委员会 主任：张奚若
45. 对外经济联络委员会 主任：方毅（兼）
46. 华侨事务委员会 主任：廖承志
47. 第二轻工业部 部长：徐运北
48. 国家基本建设委员会 主任：谷牧
1. 外交部 部长：乔冠华 → 黄华
2. 国防部 部长：叶剑英
3. 国家计划委员会 主任：余秋里（兼）
4. 国家基本建设委员会 主任：谷牧（兼）
5. 公安部 部长：华国锋（兼）
6. 对外贸易部 部长：李强
7. 对外经济联络部 部长：方毅
8. 农林部 部长：沙风
9. 冶金工业部 部长：陈绍昆
10. 第一机械工业部 部长：李水清
11. 第二机械工业部 部长：刘西尧
12. 第三机械工业部 部长：李际泰
13. 第四机械工业部 部长：王诤
14. 第五机械工业部 部长：李成芳
15. 第六机械工业部 部长：边疆
16. 第七机械工业部 部长：汪洋
17. 煤炭工业部 部长：徐今强
18. 石油化学工业部 部长：康世恩
19. 水利电力部 部长：钱正英
20. 轻工业部 部长：钱之光
21. 铁道部 部长：万里
22. 交通部 部长：叶飞
23. 邮电部 部长：钟夫翔
24. 财政部 部长：张劲夫
25. 商业部 部长：范子瑜
26. 文化部 部长：于会泳
27. 教育部 部长：周荣鑫
28. 卫生部 部长：刘湘屏
29. 体育运动委员会 主任：庄则栋
