С момента своего образования в 1934 году Особое конструкторское бюро №16 (такое название носило КБ в советское время) занималось разработкой автоматического оружия. Его сотрудники накопили большой опыт конструирования, изготовления и отработки образцов. В довоенное время были созданы первый в мире 40,8-мм автоматический гранатомет, прошедший проверку в боевых условиях на Карельском перешейке в 1939-40 гг., 23-мм автоматическая авиационная пушка МП-6, 12,7-мм авиационный пулемет АП-12,7 и 37-мм зенитная пушка с обойменным питанием.
Наибольшего успеха конструкторы ОКБ-16 достигли во время Великой Отечественной войны, когда в тяжелейших условиях они создали и сдали на вооружение отечественной авиации крупнокалиберные скорострельные автоматические пушки НС-37, НС-45 и НС-23, тем самым сделав свой вклад в Победу советского народа над Германией.
В 1941-1942 годах была разработана и испытана авиационная крупнокалиберная скорострельная автоматическая пушка НС-37. В 1943 г. благодаря дружной совместной работе разработчиков пушки и всего коллектива завода было выпушено 4730 пушек А всего за время войны их было изготовлено более 8000.
Самолет Ил-2, вооруженный пушками НС-37, представлял собой грозное и эффективное оружие для борьбы с наземным и воздушным противником. Из показаний пленных фашистских солдат следовало, что их войска несут большие потери в технике и людской силе от наших самолетов с «Большой пушкой». Отмечалось, что пушки самолетов Ил-2 поражают даже «тигры».
В боях над Курской дугой в 1943 году самолеты, снабженные пушками НС-37 на борту, наводили страх на противника. Успехи знаменитого авиационного полка «Нормандия-Неман» во многом обязаны тому, что были вооружены этими пушками.
В КБ приходили письма с фронта, в которых летчики благодарили разработчиков пушки, рассказывали, как применение пушки НС-37 помогает им воевать и побеждать врага.
Командир истребительного авиационного полка майор Товсташай И.Н. писал: «Пушка НС-37 зарекомендовала себя как безотказное и грозное оружие. Достаточно попадания одного снаряда, и самолет противника падает отдельными обломками на землю. В эксплуатации пушка проста, не имеет задержек в стрельбе, отлично показала себя в боях».
В июле 1943 г. Постановлением Государственного Комитета обороны ОКБ-16 было проучено разработать новую 45-мм авиационную пушку. В июне 1944 г., то есть менее чем через год с момента начала работ, 50 самолетов Як-9К с пушками НС-45 поступили в действующую армию. Войсковые испытания пушек НС-45 проходили в боевой обстановке. Разрушающее действие 45-мм снаряда было вдвое больше, чем 37-мм.
Важной работой ОКБ-16 во время войны стало создание легкой 23-мм авиационной автоматической пушки НС-23. Эта пушка создавалась на перспективу качественного изменения реактивной авиации, повышения скорострельности оружия и увеличения боекомплекта. Четыре крыльевые пушки устанавливались на штурмовики Ил-10, принимавших участие в боевых действиях на завершающем этапе войны, особенно в битве за Берлин
Самоотверженная работа сотрудников ОКБ-16, создавших в кратчайшие сроки в условиях военного времени боевое оружие, успешно применявшееся нашими летчиками на фронтах Великой Отечественной войны, а также оказание помощи в освоении этого оружия в эксплуатации во фронтовых условиях, были приравнены к боевому подвигу. Основные участники этих работ были награждены боевыми орденами.
В 1943 г. 22 работника ОКБ-16 награждены орденами и медалями. В марте 1943 г. группе сотрудников ОКБ-16 присуждена Сталинская премия СССР. Награды Родины за большой вклад в создание победоносного оружия сотрудники КБ удостаивались в 1944, 1945 и 1946 гг.
С ноября 1943 года Начальником и Главным конструктором ОКБ-16 являлся Нудельман А.Э. Он руководил предприятием более 43 лет, но и после ухода на пенсию в 1986 году он продолжал трудиться в родном КБ в качестве научного консультанта, передавая молодым конструкторам свой огромный полувековой опыт конструктора-оружейника, давал советы по дальнейшему развитию и совершенствованию создаваемых на предприятии средств вооружения, работал над книгами и статьями.
Сейчас на предприятии трудятся примерно 600 человек. Действует профсоюзная организация. В КБточмаш с глубоким уважением и искренней благодарностью относятся к ветеранам Великой Отечественной войны и труженикам тыла. На протяжении многих лет в канун празднования Великой Победы в КБ происходят встречи ветеранов с работниками предприятия и молодежью, на которых ветераны рассказывают об эпизодах своего боевого пути, о трудовых подвигах в тылу.
В память об 11 погибших воинах, работавших на предприятии, к стеле с их именами, установленной на первом этаже главного здания, каждый год на кануне Дня Победы возлагаются цветы.
20 июня 2017 года в Центральном музее Великой Отечественной войны на Поклонной горе прошла акция «Все для Фронта! Все для Победы!», посвященая сохранению памятников, обелисков и монументов рабочим и служащим организаций Москвы, погибшим в Великой Отечественной войне. Одним из организаторов акции выступала Московская Федерация профсоюзов. На мероприятии чествовали героев-тружеников тыла. Гостями стали и ветераны труда Конструкторского Бюро, те, которые были детьми в огненные военные годы или родились сразу после войны и воспитывались пришедшими с войны отцами и родственниками, на себе испытавшими все ужасы и горечи потерь и истинную радость Победы.