Первая чугунолитейная мастерская завода «Ижсталь»  (входит в Группу «Мечел») построена в 1814 году. Дальнейшая история развития литейного производства – история непрерывного совершенствования технологий, повышения качества литейной продукции и наращивания объемов производства.
В 1832 году заводу было приказано провести опыты по повышению качества ствольного железа. В поисках лучшей технологии совершенствовали и процесс чугунного литья. В 1856 году построена новая чугунолитейная мастерская, где было освоено производство малых деталей огнестрельного оружия и литье тигельной стали, составившей славу ижевских оружейников. В то время Ижевский завод выпускал около 500 тысяч ружей в год. Для изготовления одного ружья требовалось 32 фунта чугуна (почти 13 кг).
В 1882 году литейную мастерскую существенно расширили, а литейщики освоили отливки для тяжеловесных прокатных валков.
В 1926 году к чугунолитейной мастерской был пристроен дополнительный пролет для участка ковкого чугуна, а в 1930 году в строй вступила новая мастерская, оснащенная высокопроизводительными плавильными агрегатами, подъемниками, мощными электрокранами. Был значительно расширен ассортимент чугунного литья, в том числе – для станкостроения и мотоциклетного производства. Поэтому 1930-ый считается годом рождения литейного цеха.
В годы Великой Отечественной войны цех увеличил производство в 1,5 раза. На заводе были введены в строй ряд прокатных агрегатов, многие детали для которых изготавливались в литейном цехе.
После проведения капитальной реконструкции к середине 1960-х годов цех удвоил выпуск чугунного литья. Был построен отдельный корпус для электропечей, новое отделение для подготовки формовочных смесей с современными агрегатами. Цех полностью стал обеспечивать потребности завода в изложницах. Было освоено высокотехнологичное цветное литье для судостроительной промышленности.
В 1980-е годы в цехе изготавливали сложнейшие отливки станков и агрегатов, коробки скоростей, колеса и кожухи для редукторов. В 1990-е годы обновлено помещение модельной мастерской, пущена новая газоочистка, реконструирован формовочный участок, печи подключены к внутреннему водооборотному циклу предприятия.
В 2017-2018 годах в цехе ввели в эксплуатацию две малотоннажные электродуговые печи, современные формовочные машины и установку холодно-твердеющих смесей. Это позволило освоить производство широкого спектра малотоннажных изделий, обладающих высокой износостойкостью, жаростойкостью и пониженным коэффициентом трения, для горнодобывающих предприятий Группы «Мечел». За 9 месяцев текущего года «Ижсталь» отгрузила горнякам в 3,2 раза больше литейной продукции, чем в прошлом году.
В перспективе перед цехом стоит задача освоить всю номенклатуру малотоннажных литейных изделий, необходимую для горнодобывающих предприятий «Мечела», что позволит им экономить на закупке комплектующих у сторонних поставщиков.