Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Otomotif berdiri sejak tahun 2021 merupakan hasil pengembangan dari Program Studi D-III Mesin Otomotif yaitu salah satu Program Studi yang dibentuk sejak berdirinya Politeknik Madiun, yaitu pada tahun 2003. Pada awal proses transformasi dari Perguruan Tinggi Swasta (Politeknik Madiun) di bawah Yayasan Pemerintah Kota Madiun menjadi Perguruan Tinggi Negeri tahun 2012 bernama Politeknik Negeri Madiun (PNM), Prodi D-III Mesin Otomotif mengalami peningkatan dari sisi jumlah peminat dengan daya tampung rata-rata sebanyak 72 orang mahasiswa per tahun. Dengan jumlah dosen pengampu sebanyak 12 orang dan tenaga kependidikan sebanyak 5 orang yang terdiri dari teknisi laboratorium dan tenaga administrasi.

Seiring dengan berjalannya waktu Program Studi ini juga mengalami berbagai transformasi yang lebih baik, dari segi jumlah mahasiswa pendaftar, meningkatnya jumlah fasilitas pembelajaran serta adanya peningkatan jumlah alumni yang bekerja baik di dunia industri dan dunia pendidikan serta alumni berwirausaha, tetapi hal ini belum menunjukkan rasio yang cukup baik antara jumlah lulusan dengan jumlah alumni yang bisa langsung terserap di dunia usaha/ dunia industri pada rentang waktu 0 – 6 bulan pasca lulus sehingga strategi yang dipilih untuk pengembangan Prodi D-III Mesin Otomotif adalah peningkatan Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Otomotif dengan  keunggulan spesifik pada bidang Body Repair & Painting dan Mobil Listrik.