Падрыхтоўчыя мерапрыемствы па стварэнні ў Беларусі новага завода сельскагаспадарчага машынабудавання пачаліся яшчэ ў канцы 1920-х гг.: 29 снежня 1927 г. Вышэйшы савет народнай гаспадаркі СССР вызначыў заданне для праектавання завода, 28 мая 1928 г. Галоўметал СССР зацвердзіў першы будаўнічы праект, а 29 ліпеня 1928 г. быў закладзены першы камень у падмурак. Пачаткам дзейнасці прадпрыемства стала 15 кастрычніка 1930 г., калі яго ліцейшчыкі далі першую плаўку. Дзякуючы самаадданнай працы калектыва за 10 гадоў дзейнасці было выпушчана звыш 330 тыс. сельскагаспадарчых машын 26 найменняў. У гады Вялікай Айчыннай вайны завод быў эвакуіраваны ў г. Курган (Расія), дзе ўжо ў верасні 1941 г. акрамя сельскагаспадарчых машын пачаў выпускаць і боепрыпасы для патрэб фронту.

Аднаўленне завода ў Гомелі пачалося адразу пасля вызвалення. У пасляваенны перыяд калектыў прадпрыемства нарошчваў тэмпы выпуску тэхнікі, удасканальваў яе мадыфікацыі, распрацоўваў і асвойваў новыя віды машын. У жніўні 1967 г. з канвеера сышла мільённая сельскагаспадарчая машына. У 1970-х гг. узнікла неабходнасць правядзення тэхнічнага пераўзбраення, поўнай рэканструкцыі і пашырэння плошчаў прадпрыемства. У кастрычніку 1978 г. было прынята рашэнне аб арганізацыі на базе існуючага прадпрыемства вытворчага аб’яднання “Гомсельмаш”, у склад якога таксама ўвайшлі Светлагорскі завод машынабудавання для кормавытворчасці і Гомельскі завод ліцця і нармалей. У 1980 г. у складзе аб’яднання створаны завод па вытворчасці кормаўборачных камбайнаў “Гомсельмаш”, у 1985 г. – завод спецінструменту і тэхналагічнай аснасткі. За дасягнутыя поспехі ў працы калектыў аб’яднання ўзнагароджаны ордэнамі Леніна (1971) і Працоўнага Чырвонага Сцяга (1980), яму было прысвоена імя 60-годдзя Вялікага Кастрычніка (1977).

Пасля выхаду з крызісу пачатку 1990-х гг. “Гомсельмаш” значна пашырыў наменклатуру і спецыялізацыю машын, стаў мнагапрофільным прадпрыемствам. У новае тысячагоддзе ён увайшоў, маючы наладжаную вытворчасць універсальнага энергетычнага сродку высокага тэхнічнага ўзроўню УЭС-2-250А, а таксама навясных машын для касьбы траў на сена і сянаж, для нарыхтоўкі і драбнення кармоў, для ўборкі цукровых буракоў, збожжавых культур і кукурузы на зерне. У рэкордна кароткія тэрміны былі праведзены распрацоўка, выпрабаванні і запуск у серыйную вытворчасць зернеўборачнага комплексу КЗР-10 “Палессе-Ротар” і інш.

У цяперашні час адкрытае акцыянернае таварыства “Гомсельмаш” – адзін з найбуйнейшых вытворцаў сельскагаспадарчай тэхнікі, які ўваходзіць у лік лідараў сусветнага рынку камбайнаў. У 2015 г. завод быў рэарганізаваны шляхам далучэння да яго адкрытага акцыянернага таварыства “Светлагорскі машынабудаўнічы завод” і ўнітарнага вытворчага прадпрыемства “Петрыкаўскі машынабудаўнічы завод". Прадпрыемства стала кіруючай кампаніяй аднайменнага холдынга. Яно выпускае 16 тыпаў сельгасмашын, 75 базавых мадэляў і мадыфікацый, 70 відаў адаптараў і прыстасаванняў на ўборку розных культур (збожжауборачныя, кормаўборачныя і бульбаўборачныя камбайны, касілкі і г.д.), а таксама асноўныя дэталі і вузлы для ніх. Машыны вытворчасці “Гомсельмаш” працуюць у Расіі, Украіне, Казахстане, Чэхіі, Славакіі, Румыніі, Балгарыі, краінах Балтыі, Аргенціне, Бразіліі, Кітаі, Паўднёвай Карэі. Кампанія мае шырокую тавараправодную сетку, шэраг сумесных прадпрыемстваў і зборачных вытворчасцяў.

ААТ "Гомсельмаш" з’яўляецца пераможцам конкурсу “Лепшыя тавары Рэспублікі Беларусь”, прызнана лепшай інавацыйнай арганізацыяй Міністэрства прамысловасці Рэспублікі Беларусь (2022), стала лаўрэатам Прэміі Садружнасці Незалежных Дзяржаў за дасягненні ў галіне якасці прадукцыі і паслуг (2013) і Прэміі Урада Рэспублікі Беларусь за дасягненні ў галіне якасці (2001, 2012, 2017, 2020).

Матэрыялы падрыхтаваны ААТ “Гомсельмаш” у 2010 г., актуалізаваны ў 2024 г.