流程工业综合自动化国家重点实验室的前身是郎世俊教授领导的工业自动化教研室（1955）和张嗣瀛院士领导的控制理论教研室（1970）。1996年东北大学自动化研究中心（主任柴天佑）与东北大学系统工程研究所整合组建工业生产过程综合自动化冶金部重点实验室。2001年成立863计划流程工业综合自动化重点实验室。2002年初成立东北大学流程工业综合自动化实验室；2003年被辽宁省教育厅确认为辽宁省高校重点实验室。2003年底经教育部批准，开始筹建流程工业综合自动化教育部重点实验室，2004年1月开始实施实验室的建设计划，2005年12月通过教育部验收专家组的验收，2006年9月实验室参加信息科学领域教育部重点实验室现场评估，成绩“优秀”。2007年3月经教育部推荐，以部级实验室参加科技部对信息科学领域国家重点实验室现场评估，成绩“良好”，在参评6家国家重点实验室排名第3。

2011年4月通过科技部国家重点实验室评审，2011年10月科技部正式批准开始筹建国家重点实验室。实验室领导班子和学术委员会进行了重新组建，柴天佑院士担任实验室主任，吴澄院士担任学术委员会主任，戴汝为院士和张嗣瀛院士担任学术委员会名誉主任、孙优贤院士和柴天佑院士担任学术委员会副主任。实验室现有教授30人，副教授8人，其中博士生导师22人，讲师5人，助教1人，工程技术人员3人，专职管理人员3人，具有博士学位的教师人数占科研人员人数的97.7%，45岁以下的教师人数占科研人员人数的59.1%。

流程工业综合自动化国家重点实验室以东北大学国家重点一级学科——控制科学与工程和国家“985工程”流程工业综合自动化科技创新平台为依托，面向流程工业高效化和绿色化的重大需求，以复杂工业系统的建模、控制、优化和综合自动化新理论和技术为主攻方向，不断创新机制，实现国家重点实验室与国家工程技术中心的有机结合，形成基础研究—前沿高技术—成果转化和促进基础研究的快速通道。。

实验室拥有4支国家自然科学基金委创新研究群体、国家级人才44人。

实验室成立五年来，实验室共承担科研项目450余项，总经费4.6亿元。国家纵向科研项目380余项，经费3.46亿元，其中国家973计划项目2项，自然科学基金重大、重点项目22项，863计划、支撑计划以及高技术产业化示范工程项目26项；承担与完成千万以上海内外重大自动化工程项目10余项。发表SCI论文600余篇，其中IEEE汇刊及IFAC会刊 200余篇。授权发明专利150余项，获国际发明展金银奖10项。获国家技术发明二等奖5项，国家科技进步二等奖5项，省部级特等和一等奖共21项，其中自然科学奖一等奖6项。

培养150余人获得博士学位。其中，1人获得全国百篇优秀博士论文，4人获得全国百篇优博提名，12人获得辽宁省优秀博士论文，2人获得中国自动化学会优秀博士论文。

实验室以“学科创新引智基地”（111计划）为依托，开展广泛的国际合作。平均每年国际知名学者来访40余人次。海外知名教授10余人到实验室做长期学术休假。实验室学术带头人应邀在IFAC和IEEE系列重要国际会议作大会特邀报告40余次。主办国际会议16次，其中2014年主办的WCICA 2014有1200余位学者共襄大会，盛况空前；实验室也将于2018年在沈主办国际过程控制领域顶级盛会IFAC Adchem。实验室人员在国际组织和IEEE汇刊等国际权威期刊任职30余人次。实验室所取得的成果获得国际权威专家的高度评价，国际控制理论领域最高学术组织——IEEE 控制系统协会两任主席Roberto Tempo 教授和Maria Elena Valcher教授来访实验室后均在业界顶级期刊IEEE Control Systems Magazine上撰文赞扬实验室。Valcher教授评论：“实验室晚上九点时工作人员的数量之多令人吃惊，在研究经费和科技获奖方面取得的成绩令人赞叹，柴教授取得的成就在国际自动化领域不可比拟。”