Предшественником объединения был завод, созданный 1 июня 1928 г. в Ленинграде на базе мастерских по ремонту самолетов. В августе 1941 г. завод шестью эшелонами был эвакуирован в г. Оренбург.

1941—1945 гг. В годы ВОВ завод ? 47 выпускал самолеты: Ут-2, Ут-2М, Як-6 (конструктор А.С. Яковлев), Ще-2 (конструктор А.Я. Щербаков). Всего поставлено фронту 1595 самолетов.

1945—1958 гг. Завод освоил серийный выпуск вертолетов Ми-1. Всего их было выпущено 597 штук.

С 1947 по 1961 г. Завод выпускал спортивные планеры А-2 (КБ Антонова), десантные планеры Це-25 (конструктор П.В. Цибин), Як-14 (КБ А.С. Яковлева), самолеты По-2 в санитарном и пассажирском вариантах (КБ Н.Н. Поликарпова), Штурмовики-бомбардировщики Ил-10М (КБ С.В. Ильюшина).

С 1957 по 1958 г. Успешно освоен и обеспечен серийный выпуск беспилотного самолета снаряда конструкции КБ Березняка.

В 1950—1980 г. Завод выполняет заказы на изготовление ракет 8К11, баллистических одноступенчатых ракет средней дальности 8К63, межконтинентальных баллистических ракет 8К84, противокорабельных крылатых ракет морского базирования. Ракеты стали мощным оружием ВМФ РФ.

Сегодня ими вооружены атомный крейсер «Петр Великий», авианосец «Адмирал Кузнецов» и другие надводные корабли и подводные лодки.

В июне 1961 г. Завод переименован в Оренбургский машиностроительный завод. В этом же году предприятие приступило к выпуску беспилотного самолета-мишени Ла-17.

В 1986 г. завод преобразован в государственное предприятие «Производственное объединение «Стрела».

В 1987—1990 гг. Освоен выпуск сеялок, пекарных шкафов, универсальных мясоперерабатывающих агрегатов и другой гражданской продукции.

С 1990 г. ПО «Стрела» сотрудничает с ОАО «Камов» по производству многоцелевого вертолета Ка-226. По заказам иностранных компаний организовано производство ретро-копий самолетов-истребителей времен второй мировой войны: Як-3М, Як-9В, «Зеро». По заказам совместной российско-американской фирмы «Самолеты Яковлева» на объединении изготавливаются самолеты «Медвежонок». Возобновилось производство самолетов-мишеней «Дань», предназначенных для боевой подготовки войск.

В 2001 г. По заказу МЧС России совместно с немецкой фирмой «Альфред-Керхер Гмбх» освоено производство современных модульных полевых кухонь.

В 2003 г. На объединении освоено серийное производство дисковой бороны БД-1 для технологий минимальной обработки почвы. В настоящее время на объединении освоено производство пяти модификаций дисковых борон под различные типы применяемых тракторов.

1961 г. За успешное выполнение заданий правительства завод награжден орденом Трудового Красного Знамени.

18.01.1971 г. — указом Президиума Верховного Совета СССР завод был награжден высшей государственной наградой — орденом Ленина.

26.12.1984 г. завод награждается третьим орденом — орденом Октябрьской Революции.

С 2006 г. - Открытое акционерное общество "Производственное объединение "Стрела".

Внастоящее время объединение включено в состав «Военно-промышленной корпорации «Научно-производственное объединение машиностроения».

Входит в состав интегрированной стуктуры "ВПК "НПО машиностроения"