Với sứ mệnh là phát triển và khai thác nguồn lực mạng lưới hợp tác trong và ngoài nước với các đối tác giáo dục, nghiên cứu, doanh nghiệp, trong những năm vừa qua Viện Cơ Khí đã và đang tăng cường các mối quan hệ với các trường đại học, cơ sở nghiên cứu và các doanh nghiệp … Hàng năm Viện có các hoạt động song phương và đa phương với các đối tác là các trường đại học trên thế giới như: chương trình trao đổi học giả  cũng như sinh viên với các trường: Đại học Griffith (Úc); Đại học Leibniz Hannover (Đức); Đại học Nagaoka (Nhật Bản) Học viện Công nghệ Shibaura-SIT (Nhật Bản)…. Từ các hợp tác này, Viện đã duy trì các chương trình cùng đào tạo với các đối tác trên. Có thể kể đến các chương trình đào tạo Cơ điện tử với đối tác là trường Đại học Nagaoka (NUT), trường đại học Leibniz Hannover và chương trình đào tạo Kỹ thuật cơ khí với trường Griffith. Đây là cơ hội rất tốt cho các bạn sinh viên của Viện có cơ hội học tập, làm việc ở chính các nước này trong những năm học cuối cũng như sau khi tốt nghiệp. Ngoài ra, hàng năm Viện cũng có hàng chục giảng viên, sinh viên tham gia các chương trình trao đổi nghiên cứu như các nghiên cứu postdoc cho giảng viên, chương trình GPBL và Sakura với đối tác SIT (Nhật Bản) Ví dụ như trong năm 2019 Viện đã có 51 lượt khách nước ngoài đến thăm quan, làm việc với Viện; tiếp nhận 36 sinh viên quốc tế đến học tập và trao đổi; 23 giảng viên đi học nước ngoài… Ngoài ra, thông qua các hoạt động quốc tế, Viện cũng đã thu hút được nhiều nguồn lực phục vụ công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học như: trong 2 năm 2018 và 2019 Viện nhận được tài trợ khoảng 3 triệu Yên để xây dựng phòng thí nghiệm Hàn do tổ chức Jica cùng Đại học Nagaoka tài trợ. Bên cạnh các hợp tác với các đối tác là cơ sở giáo dục nước ngoài, Viện cũng tăng cường các hoạt động hợp tác với các đối tác là các trường, Viện trong nước. Có thể kể đến một số đối tác này là: Viện nghiên cứu cơ khí -NARIME; Học viện kỹ thuật quân sự; Đại học Thủy Lợi….

Có thể nói, nhiệm vụ hợp tác-đối ngoại đang là một mảng rất quan trọng và đang phát huy được tác dụng duy động nguồn lực bên ngoài hỗ trợ cho công tác đào tạo, nghiên cứu của thầy/trò Viện. Trong giai đoạn mới, Viện luôn mong muốn phát triển sâu rộng hơn nữa với các đối tác, có thể kể đến một số hướng hợp tác sau:

• Hợp tác đào tạo: các hoạt động trao đổi kinh nghiệm, học tập, nghiên cứu (Seminar, talk show…) với các công ty, doanh nghiệp cũng như các Trường, Viện; Các hoạt động thực tập, trao đổi sinh viên…
• Hoạt động nghiên cứu chuyển giao công nghệ: Chú trọng phát huy thế mạnh mỗi bên (Viện và Doanh nghiệp) từ đó đưa ra giải pháp, đề xuất giải pháp cho doanh nghiệp.