在抗戰期間，困擾八路軍最大的一個問題是武器嚴重不足。為了滿足部隊的武器彈藥需求，各根據地都因地制宜，自力更生興辦了一些小型軍械所。
1939年，設在榆社韓莊的八路軍總部修械所，也就是軍工部一所因為日軍掃蕩受到威脅，因此決定將其轉移到較為隱蔽、地勢險要的黃崖洞，因此後來八路軍總部修械所也被叫做黃崖洞兵工廠。
1939年9月，黃崖洞兵工廠正式開始建設，並逐步將總部修械所的車窗設備搬遷到這裡。在此期間，八路軍也積極通過各種途徑購買、搜集設備。到黃崖洞兵工廠建設完成以後，已經具有蒸汽機一臺，車床、刨床、鑽床等各類工具機20多部，發電機一臺，成為當時華北敵後最大的一個兵工廠。
當然，黃崖洞兵工廠的設備和正規的兵工廠相比還很簡陋，而其原料來源，也主要是靠戰鬥繳獲和民間收集。像黃崖洞兵工廠的鋼材主要是靠八路軍和遊擊隊扒鐵軌所得，銅則是收集民間破舊銅器、銅錢。因此無論是產品品種還是產量都無法正規兵工廠相比。但是在工廠工人的努力下，黃崖洞兵工廠還是生產了不少的武器彈藥，而其中最有名的就是八一式馬步槍。
八一式馬步槍是八路軍總部軍工部技師劉貴福帶領技術人員在1939年研製，並利用鐵軌鋼為原料生產。1940年，八路軍總部軍工部部長劉鼎帶著製造出來的新槍去總部匯報工作時，得到各級領導的肯定，由於恰逢8月1日，這種步槍就被命名為八一式馬步槍。
由於原材料所限，八一式馬步槍的性能和當時世界上的主流步槍相比還有一定差距，但是畢竟是根據地能自己生產的一種步槍，因此深得戰士們的喜愛。到1941年11月，黃崖洞兵工廠共生產八一式馬步槍3000多支。
不過黃崖洞兵工廠生產的產品並非只有步槍，其根據日本擲彈筒改進的七一式50毫米輕型迫擊炮也非常有名，到撤離黃崖洞為止，生產了800多門，炮彈2萬多發。
此外黃崖洞兵工廠還生產了手榴彈、地雷等產品，在抗戰中發揮了不小的作用。