中國中材國際南京水泥工業設計研究院(以下簡稱南京院)成立於1953年，是中國水泥工業最早成立、實力雄厚、聲譽卓著的國家百強設計研究院，是中材國際作為母體運行的主體企業。經過五十多年來的發展，現已發展成為我國水泥工業科技進步排頭兵和我國新型幹法水泥生產技術及裝備研究、開發、設計、裝備供貨及工程總承包建設等領域服務的工程公司。南京院的前身是北京水泥工業設計院，起源於1953年在沈陽成立的中央重工業部建材工業管理局設計公司，1954年1月，設計公司由沈陽遷往北京管莊，1958年更名為北京水泥工業設計院。
1958年05月 建築工程部抽調北京水泥工業設計院17名專業人員到華東工業建築設計院，成立第四設計室，專事水泥工廠設計。
1965年12月 第四設計室從華東工業建築設計院分出，成立華東水泥工業設計院，隸屬於建築材料工業部。全院約百余人。
1970年09月 建材直屬科研設計單位被決定下放，並入同性質廠礦，由廠礦領導管理。華東水泥工業設計院於1972年底搬遷結束，150余名職工遷到江南水泥廠，名為江南水泥廠水泥工業設計院，援外設計稱江蘇省水泥工業設計院。後改名為江南水泥工業設計院。
1971年01月 北京水泥工業設計院壹分為六搬遷下放，其中壹部130余人遷至湖北黃石華新水泥廠，名為華新水泥廠設計隊，後改為華新水泥工業設計所。
1978年08月 江南水泥工業設計院改名為國家建築材料工業局第二水泥工業設計研究院。
1980年02月 改名為建築材料工業部南京水泥工業設計院。
1982年03月 建築材料工業部決定將湖北黃石的華新水泥工業設計所和四川江油的四川水泥工業設計院並至南京水泥工業設計院。1983年3月原南京院和原華新所陸續搬遷至南京市鳳凰西街。原四川院因故未遷，後有40余名專業技術人員並入南京院。
1987年06月 改名為國家建築材料工業局南京水泥工業設計研究院。1989年6月，南京院設計大樓落成啟用，矗立於南京市漢中路209號。
2000年10月 與國家建築材料工業局脫鉤，正式進入中國非金屬礦工業（集團）總公司，由事業單位改為企業。
2001年12月 由南京院和中國非金屬材料總公司(原名“中國建築材料工業建設總公司”)所屬的其他5家單位聯合成立中材國際工程股份有限公司。其中南京院是中材國際的主要優質資源、技術支撐和品牌代言，是中材國際的母公司。
此後，在中材集團和股份公司的正確領導下，南京院步入了快速發展階段。實施了以工程總承包業務為核心業務的發展戰略，在鞏固工程設計和核心裝備供貨市場的同時，推動了工程總承包業務的快速發展，企業成功實現了向工程公司的轉型。
2008年5月 南京院在江寧開發區的新研發中心辦公大樓正式落成啟用，建築面積約31000平方米。
2008年12月 根據中材國際總發（2008）28號文“關於印發《中材國際母公司管理整合暨邯鄲中材整合進入母公司的決定》的通知”，中材國際對母公司生產經營管理體系進行整合，並將邯鄲中材建設有限公司整合進入母公司，***同組成新的中材國際母公司生產經營管理體系。