北京航空制造工程研究所積極開展國際合作與技術交流，先後與美國、俄羅斯、德國、法國等近40個國家和地區建立了技術交流和經濟合作關系，為提高北京航空制造工程研究所的制造技術和生產管理水平做出了重要貢獻。
1.中法合作
（1）與法國Forest－line公司的合作
研究所1980年開始與法國Forest-line 公司進行合作。迄今為止,已合作生產了多種大型龍門式數控銑床及大型數控加工中心近百臺，包括多坐標數控仿形龍門銑床，三坐標雙主軸高速數控龍門銑床，五坐標高速數控龍門銑床等，這些銑床在航空工業和其它工業領域得到了廣泛應用。
（2）與法國ACB公司的合作
研究所從2002年開始與法國ACB公司開展了合作，合作領域主要涉及超塑成型/擴散連接、熱成型設備等方面。
2．中俄合作
研究所建所以來，在許多領域與俄羅斯的研究院所和大學建立了良好的合作關系。特別是1990年以來，與俄羅斯航空工藝研究院（NIAT）、激光物理研究所（ILPH）、全俄航空材料研究院（VIAM）、伏爾加流域航空工藝研究院（AviTI）等單位開展了廣泛的科技合作。合作領域涉及葉片高速加工技術、激光加工技術、高頻顯微檢測技術、離子註入技術等。
3. 中英合作
（1）與英國焊接研究所（TWI）的合作
研究所從1996年成為TWI的工業會員。2002年雙方簽訂了FSW專利技術許可協議，同時TWI授予研究所在指定區域發售二級許可的權利。2005年以來雙方在技術交流方面來往更加密切。 2006年TWI中國辦事處在研究所正式成立，標誌著雙方已成為攜手***進的合作夥伴。
（2）與空客英國公司的合作
2006年7月空中客車英國公司相關人員到研究所訪問,雙方交換了對開展合作的看法和建議。會後雙方針對電子束焊接、攪拌摩擦焊、樹脂和緊固件等進行了深入交流。2006年11月空客公司代表再訪研究所，對合作框架協議進行了討論。
4.中德合作（德宇航）
2004年11月德宇航專家應邀來研究所進行復合材料技術交流。2005年8月研究所三位技術人員在德宇航進行了技術培訓。2006年10月德宇航（DLR）材料研究所專家來所就EB-PVD技術做了交流；11月德宇航結構力學部主管來研究所訪問，開展CAE-DLR合作項目的交流。
5.中烏合作（烏克蘭巴頓所）
多年來研究所與烏克蘭巴頓所開展了深入的技術交流，在多功能電子束加工技術、激光全息無損檢測技術、鈦合金和不銹鋼活性焊劑A-TIG焊技術等領域進行了合作，並多次邀請巴頓所的專家來所講學。
6．中美合作
(1) 與美國UTRC的合作
1994－1997年，研究所與美國UTRC簽訂了協議，在激光加工技術方面的進行了合作。
(2) 與美國波音公司的合作
2005年美國波音公司代表來研究所參觀訪問，雙方增進了了解，為今後的合作奠定了良好的基礎； 2006年11月波音公司全球合作夥伴部經理等人再次來訪，雙方壹致同意在復合材料、緊固件等領域進行合作。