Sejarah pendirian UPPS dan program studi D4 Teknik Mesin adalah berawal dari perluasan mandat untuk memiliki keleluasaan menyelenggarakan Pendidikan Tinggi untuk program studi ilmu murni di samping program studi pendidikan. Hal ini menjadi cikal bakal perubahan status IKIP Surabaya menjadi Universitas Negeri Surabaya (Unesa) yang dikukuhkan Pemerintah berdasarkan Keputusan Presiden (KEPPRES) No. 93 Tahun 1999 tertanggal 4 Agustus 1999 untuk meningkatkan mutu, relevansi, efisiensi, pemerataan, dan akuntabilitas pendidikan tinggi. Unesa pada saat itu mengelola enam fakultas, yaitu (1) Fakultas Ilmu Pendidikan (FIP), (2) Fakultas Bahasa dan Seni (FBS), (3) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), (4) Fakultas Ilmu Sosial (FIS), (5) Fakultas Teknik (FT), dan (6) Fakultas Ilmu Keolahragaan (FIK). Pada tahun 2006, Unesa bahkan membuka satu fakultas lagi, yaitu Fakultas Ekonomi (FE). Pada tahun 2015, FIS berubah menjadi Fakultas Ilmu Sosial dan Hukum (FISH), dengan terbentuknya Program Studi Ilmu Hukum. 

Program Vokasi Universitas Negeri Surabaya (Unesa)  lahir dari pengembangan Program Studi Diploma Tiga (D3) dan Sarjana Terapan (D4) yang ada di empat fakultas yang ada di Unesa, yaitu Fakultas Teknik (FT), Fakultas Ilmu Sosial dan Hukum (FISH), Fakultas Bahasa dan Seni (FBS), dan Fakultas Ilmu Olahraga (FIO). SK pendirian Program Vokasi Unesa berdasarkan Keputusan Rektor Universitas Negeri Surabaya Nomor 040/UN38/HK/KP/2021 tentang Pendirian Unit Kerja Program Vokasi Universitas Negeri Surabaya tanggal 4 Januari 2021. Program Vokasi Unesa mengelola 10 Prodi Sarjana Terapan (D4) yaitu: (1) Prodi Sarjana Terapan (D4) Teknik Mesin, (2) Prodi Sarjana Terapan (D4) Teknik Listrik, (3) Prodi Sarjana Terapan (D4) Teknik Sipil, (4) Prodi Sarjana Terapan (D4) Transportasi, (5) Prodi Sarjana Terapan (D4) Tata Boga, (6) Prodi Sarjana Terapan (D4) Tata Busana, (7) Prodi Sarjana Terapan (D4) Manajemen Informatika, (8) Prodi Sarjana Terapan (D4) Administrasi Negara, (9) Prodi Sarjana Terapan (D4) Desain Grafis, dan (10) Prodi Sarjana Terapan (D4) Kepelatihan Olahraga. Adapun Pendirian Prodi Sarjana Terapan (D4) tersebut dilaksanakan berdasarkan penugasan Kemendikbudristek pada tahun 2019 melalui Keputusan Menteri Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi Nomor 1063/KPT/I/2019 tentang Izin Pembukaan Program Studi Sarjana Terapan (D4) di Universitas Negeri Surabaya pada  tanggal 18 Oktober 2019. Kemdian pada Tanggal 15 Desember 2021 Prodi D4 Teknik Mesin resmi mendapatkan "Akreditasi Baik" dari BAN-PT dengan Nomor SK 13340/SK/BAN-PT/Akred/ST/XII/2021 dan berlaku hingga 15 Desember 2026.