1939年11月，八路军接管了河北民军侯如墉部随军修械所部分人员及设备，连同以前接收的赞皇县抗日民主政府修械所部分人员及设备，在山西省昔阳县里沙窑村建立了修械所。共有130人，2台车床和一批修械工具。 1940年初，军工部将修械所迁至武安县粱沟村。2月20日正式定名为军工部第四修械所，所长陈志坚，代理教导员陈廉如。 为了尽快恢复生产，修械所就地取材，在距梁沟村半公里的后山沟建起了石结构工房4栋，宿舍和办公室4栋，总建筑面积2000平方米。同时，调来一批干部、技术工人和部分机器设备。全所人员增至680人，设备30余台，其中有三节锅炉1台，双缸蒸汽机1台，车床9台，铣床2台，刨床1台，自制造抢专用设备20余台。设有木工、铁工、机工、钳工、轧板等工作部和工务、材料、总务、检验等管理科室。 同年8月，开始生产马步枪，月产五六十支。为了提高产量和质量，采取了三条措施。一是对职工进行技术培训，电高级工业学校毕业的工务科长封域中给职工讲授识图、机械原理、量具使用等基础技术知识；二是组织技术人员和高级技术工人利用废旧器材改进和自制造枪专用设备，先后自制了枪管深孔钻床、枪管来复线拉线机和加工枪接套栓槽的拉刀；三是在各主要生产工序建立样板检验制度，以保证枪件的尺寸精度、表面光洁度、几何形状等技术要求。同年冬，步枪月产量达200余支。 1942年5月，日军调集2万余人对武安县和山西省辽县进行”围剿“。在梁沟村烧杀六七天之久，将修械所厂房全部炸毁，部分机器设备挖走或毁坏。同年6月，修械所迁至梁沟村东7．5公里处的垴沟村。同时，军工部将设在辽县高峪村的第三修械所的部分人员和设备迁往邢台县小芹泉村，编为梁沟修械所二分厂。厂长郭栋才，指导员张非我，有职工100余人，以生产50毫米炮弹为主，将位于山西省黎城县看后村的兵工厂编为三分厂。厂长沈丁祥，指导员易辉，有职工110余人，以生产枪弹为主。梁沟修械所本部为一分厂，驻垴沟村。刘贵福兼厂长，王世俊任指导员，有职工190余人，仍以生产步枪为主。 1943年初，梁沟修械所承担了试制掷弹筒的任务。在试制中，按照八路军总部军工部黄崖洞兵工厂（位于黎城县西北部赤峪沟）提供的产品图及样炮，进行了三点改进：一是为简化掷弹筒的发射程序，取消了原有的泄气装置；二是在掷弹筒中上部增加了一道箍，上面安装瞄准标尺，下面安装两根炮腿；二是将掷弹筒尾部的瓦形座改为三角形底座，用以提高发射稳定性。首批试制出10具，经军工部鉴定合格，投入批量生产，月产达30余具。 同年夏，修械所承担了为敌后武装工作队研制一批短枪的任务。试制出一种米撅把子单响短枪，先后生产2000支。这种枪射击命中率较高，受到武装工作队的欢迎。 1944年下半年，抗日战争进入反攻阶段，军工部决定调整兵工厂布局，实行部、厂两级管理，撤销所级建制。在调整中，梁沟修械所三分厂迁往黎城县彭庄村组建枪弹厂，厂长刘贵福，指导员李尚志，有职工210人。 1945年初，一、二两个分厂合并，迁至邢台县明水村，改称军工部兵工三厂，厂长徐璜智，政治委员肖光明。设有厂部、机工部、钳工部、铁工部等机构，有职工340人，各种机器设备（车床、铣床、刨床、钻床、台钳及煤炉）30余台，月产步枪60余支，掷弹筒40余具。 1945年夏，兵工三厂承担了将迫击炮改制成平射炮的任务。经过多次试验、改进，在82毫米追击炮尾部增加了一节长30毫米的管子。采用拉火击发装置，将底盘倾斜着地，使炮管与地平线成5度左右夹角。改进后，既能曲射，又能平射。先后改装200余门。 1947年初，兵工三厂改称兵工五厂，厂址迁至武安县和村，有职工790余人，主要生产50毫米掷弹筒及50毫米掷弹筒弹，60毫米和120毫米迫击炮弹。1948年底，全部人员及设备并入晋冀鲁豫军区军工部兵工三厂。