沈飞最早起源于1948年11月开始的东北航校机务处第五厂，后在1948年11月为空军工程部东北修理总厂第五厂。
1951年6月29日沈飞作为正式的飞机制造厂创建成立，当时被命名为“国营112厂”，是历史著名的、被称为共和国重工业之基的、苏联援华156个项目之一。1957年6月15日，使用过一个厂名叫“国营松陵机械厂”。
1979年6月5日时称“国营松陵机械公司”。1986年1月1日正式更名为“沈阳飞机制造公司”。1994年6月29日，在原沈阳飞机制造公司的基础上，组建沈飞工业集团，公司更名为“沈阳飞机工业(集团)有限公司”。
沈飞先后研制生产了20多种型号几千架战斗机，被誉为“中国歼击机的摇篮”，112厂不仅有生产厂，还有配套的设计所，整套体系完备。并且在早期受到苏联全面的技术支持，从设计制造、工装设备、生产工艺都是在国内屈指可数的。
112厂所生产的战机，从歼-5、歼-6、歼-7到歼-8、歼-11一直都是中国主力战机，可一直被业内认为是中国航空业的“长子”，在计划经济年代，112厂的技术能力在全国最拔尖，经常技术支援兄弟单位，也很有长子无私无畏，敢于担当的气质。
1956年7月，中国第一架喷气式歼击机，歼-5战机由沈飞制造成功。这是是中国自行制造并装备空军的第一种高亚音速喷气战斗机，是一种单座单发第一代战斗机，仿制于苏联的米格-17F。1956年当时，112厂曾称歼-5为“东风” 101 歼击机，空军把该型飞机命名为“56式”飞机。1959年，112厂停产歼-5飞机，总产量为1994架。
1958年7月，中国第一架喷气教练机，歼教-1飞机由沈飞设计制造。歼教-1是新中国自行设计、制造的第一架飞机、也是第一种喷气式飞机，在中国航空史具有举足轻重的意义。歼教-1飞机制造了3架，用于全机静力试验和试飞，后来项目中止。
1958年12月，中国第一架超音速歼击机歼-6战机在沈飞上马，后在沈飞量产。歼-6战机是一种单座双发超音速喷气式战斗机，当时112厂称其为东风102，后被空军命名为59式歼击机。歼-6战机，1960年批量生产，1964年交付空军，1983年停产，共生产5205架。
歼-6战机是中国空军和海军航空兵装备数量最多、服役时间最长的战机，实战中共击落20多架各型飞机，自己没有一架被击落，2010年6月歼-6才退出中国空军装备序列，服役时间长达46年。
1964年9月，中国第一枚地对空导弹红旗-1导弹在沈飞制造成功。红旗-1导弹是一种高空防空导弹，仿制于苏联“斯-75”型防空导弹。
1966年1月，中国第一架两倍音速歼击机歼-7由沈飞制造成功。歼-7战机是一种单座单发超音速喷气式战斗机，最大飞行速度达到2马赫以上。歼-7战机仿制于苏联米格-21战机，先由沈阳飞机制造厂生产，后转产至成都飞机制造厂和贵州飞机制造厂改型、量产。
歼-7战机是一种二代战机，2006年停产，中国生产了4000架以上，出口30多个国家，是享誉世界的著名战机。
1969年7月，中国第一架自行设计制造的高空高速歼击机歼-8战机在沈飞制造成功。歼-8战机是一种单座双发战机，最大速度为马赫数2.2，最大升限2万米以上。1985年，歼-8战机获国家科技进步特等奖。
1970年11月，中国第一架超音速歼击教练机歼教-6飞机由沈飞制造成功。
1967年2月，中国第一架高、中、低空侦察机歼侦-6飞机在沈飞制造成功。歼侦-6是一种战术侦察机，主要用于对浅近纵深、宽大正面目标进行照相侦察，搜集战役战术情报。
1984年6月，中国第一架全天候高空高速、具有良好机动性能的战斗机歼-8Ⅱ战机在沈飞制造成功。歼-8Ⅱ战机突出中、低空跨音速机动性，先进电子设备、武器和火力控制系统，可以在中低空、跨音速时进行目视距离以外的作战。
歼-8Ⅱ战机有昼间、夜间和复杂气候条件下拦截和歼灭入侵敌机的能力，并具有很强的对地（海）攻击和超视距打击能力，整体作战能力达到世界先进水平。
1999年10月，中国第一架空中受油机在沈飞制造成功。这是中国自行研制的具有受油能力的战机，对于中国战机拓展制空能力，扩大作战半径具有里程碑意义，并且中国自己掌握了这种关键技术。
2009年8月，中国第一架舰载机歼-15在沈飞制造成功。歼-15战机是中国第一种可在航空母舰上起飞、降落的战斗机。
2011年10月，中国第一架双座双发多用途战斗机歼-16在沈飞制造成功。歼-16是一种四代半双座双发多用途战斗机。
就此看来，沈飞最少有12个航空史上的“中国第一”，沈飞还是中国主力战机歼-11、歼-11B的生产制造基地。