Уже более 20 лет завод сотрудничает с ОАО «Газпром». За это время специалисты предприятия выпустили более 200 видов нефтегазового оборудования различной комплектации. В данный момент оно успешно действует на месторождениях Нижневартовска, Нефтеюганска, Норильска, Уренгоя, Оренбурга, Краснодара, Астрахани, других городах России и СНГ, а также в США, Венгрии, Франции и в странах Юго-Восточной Азии.
В 2002 году предприятие освоило сложные наукоемкие узлы и агрегаты для современного мощного дизельного двигателя типа Д49 по заказу ОАО «Коломенский завод», а с 2007 года Воронежский механический завод освоил редукторы для новых вертолетов КА-226, созданных для потребностей ФСБ и санитарной авиации. Сейчас на заводе изготавливается воздушный компрессор АК-50, который широко используется в авиации. Кроме того, в данный момент здесь производятся двигатели для ракет-носителей «Протон» и «Союз». Механический завод является единственным предприятием в стране, которое может изготавливать 8-10 типов двигателей одновременно – как для космоса, так и для «оборонки». В 2013 году ВМЗ приступил к производству узлов и агрегатов для ракет-носителей «Ангара» и «Русь», а также двигателей для ракеты-носителя «Союз 2-1В».
За последние пять лет в техническое перевооружение завода было вложено 1,5 миллиарда рублей из бюджетных и собственных средств. В ходе модернизации приобретено более 40 современных станков, что позволило в три раза увеличить производительность труда.
