八路军制药厂筹建于1938年8月。在筹建过程中，得到陕甘宁边区政府、中共中央财政经济部和八路军驻西安办事处的大力支持。1939年1月，八路军制药厂在关中分区赤水(今旬邑)县清水塬吕家村正式开工生产。厂长李维桢、政委刘仁保。厂部直属八路军总后勤部卫生部领导。厂房借用民房12间。厂内分设西药部、中药部、材料部。中央军委还从延安派来药剂学家程闻藏、化学家胡嘉谟来厂担任技师。药厂投产3个月，就生产出10多种针剂、片剂和20多种丸、散、膏、丹等中成药及药棉、纱布等。
    1939年6月，由于国民党顽固派多次制造摩擦事件，致使药厂生产无法正常进行。药厂奉命迁回陕北，在西河口(今属安塞县西河口乡)建设新厂。全厂职工自己动手，挖土窑14孔，建工房46间。当年8月份，工厂就在新址恢复了生产。这时，药厂除原有的3个部外，又新设立了制造部、教育部、化验室和仓库。并开始举办制药人员训练班。1940年，药厂设立研究室，主要承担药品鉴定工作和新药品研制工作。研究室经反复试验，用小米酿造了酒精，从芒硝中提取了硫酸钠、硫酸镁。特别是他们从马牙碱中结晶出的小苏打，纯度高达99.6％，比国外一些厂家用专门仪器解析出的纯度还高。主任李广训还从莨菪草中提取了镇痛药阿托品，比当时国内一些正规药厂制造的镇痛药品的疗效还显著。1941年，八路军制药厂生产针剂2600盒，中药1.5万磅，片剂4300磅，药棉5100磅，针剂1700磅。
    1942年1月，药厂划归陕甘宁晋绥联防军司令部卫生部领导，厂名改称陕甘宁晋绥联防军司令部制药厂(内部仍称八路军制药厂)。厂址由西河口迁至姚店子张二村(今属延安市姚店镇)。
    制药厂为了解决盛放药品的容器问题，于1944年试验出了第一批安瓿。到1946年底，共制造安瓿8000多个。
    1947年3月，制药厂干部职工背上仪器、原料，撤离张二村，随军转战。在环境极不稳定的情况下，仍坚持制造出“盘多帮”镇痛针剂。
    1949年4月，药厂奉命迁往山西新绛县泽掌镇，与晋绥军区卫生试验所、晋绥军区制药厂合并，成立西北人民制药厂。隶属西北军区卫生部。
    八路军制药厂是我党创办的第一个公营制药厂。毛泽东在《经济问题和财政问题》的著作中，给予该厂以高度评价。朱德等在视察该厂时，也赞扬这个厂是“以科学作基础的最实际最有前途的工厂”。
    制药厂在安塞西河口和姚店张二村两处旧址，仅保留部分土窑洞，分别被西河口乡政府和延安钢厂占用。