“十一五”期间，上海机床厂始终把产品发展方向紧贴国家汽车、军工、钢铁、能源、铁路等重点行业需求,秉承精密制造理念，坚持走自主技术创新的道路，不断调整产品结构，提升产品能级或水平。尤其是2009年初，上海市市委书记俞正声到上海机床厂调研，提出“调结构、上水平”的发展方向以后，企业着重从确定“做专、做精、做强”发展战略，利用社会资源、缩短生产链，通过技术改造、提升大型数控机床制造能力，以及承接重大专项课题等四方面入手实施结构调整与产品创新。
“十一五”期间，上海电气集团支持上海机床厂实施1.8亿元的一期技术改造，项目包括对老厂房改造后新增6000平方米的大型装配车间，进口两台关键数控机床，该项目将于今年下半年逐步投入使用，整个项目预计在2012年末形成生产能力，主要是一台关键大型设备将在2012年到位。在此基础上企业自筹资金，组建精密主轴车间和数控加工车间，以及近10000平方米的数控机床装配车间，提升数控机床及其关键功能部件的制造能力。同时，还进行厂区环境整顿、改造，为员工创造舒适的工作环境。
此外，上海机床厂产品研发获得了五项国家科技重大专项课题。凭借多年积累的研发实力和精密制造优势，该厂近年来研发了一批具有国内领先水平或达到国际先进水平的产品：
一是针对钢铁、有色金属行业的数控轧辊磨床产品。该系列产品处于国际先进水平，2010年获得中国机械工业科学技术进步一等奖，目前正在申请国家科学技术进步奖。
二是大型数控曲轴磨床填补了国内大型曲轴磨削加工设备的空白，其主要技术指标达到了国际先进、国内领先的水平。该产品提高了船舶柴油机国产化能力，2009年获中国机械工业科学技术进步二等奖。
三是数控外圆磨床在国产磨床产品市场占有率已达25%左右，大型外圆磨床国内市场占有率超过40%，其中中科院成都光学技术研究所订购的MG1480/H型高精度万能外圆磨床能在重载情况下，能达到0.001mm圆度的外圆磨削和0.002mm圆度的内圆磨削，填补了国内空白，同时也突破了西方企业对我国的技术封锁。
四是与上海天文台合作研制成功“北斗二号”激光测距天文望远镜，并成功完成“追星”任务，填补了国内空白，打破国外对关键技术的垄断与封锁，充分显示了上海机床厂精密制造、精密加工、精密装配的特点。
五是成功申报并获得了“超重型数控轧辊磨床”等国家科技重大专项课题，当年上海市共计获得9项，上海机床厂占5项，成为国内单体企业中获得专项课题最多的企业。