История АО «Газстройдеталь» началась 6 ноября 1940 года, когда была введена в эксплуатацию Подмосковная станция «Подземгаз» - первое газодобывающее предприятие, снабжавшее газом Тулу и Тульскую область. Сырье добывалось путем подземного сжигания бурых углей Ново-Басовского и Гостеевского месторождений Подмосковного угольного бассейна. На тот период это была уникальная и передовая технология газодобычи.
Станция постоянно наращивала объемы производства, в 1951 году выработка газа достигла 400 миллионов кубометров в год. Для его транспортировки на территории «Подземгаза» была построена первая в Советском Союзе газоперекачивающая компрессорная станция, ставшая родоначальником отработки и внедрения технологии транспортировки газа по магистральным трубопроводам на дальние расстояния.
В 1972 году, когда запасы угля на Ново-Басовском и Гостеевском месторождениях были выработаны, на базе «Подземгаза» было решено создать машиностроительное предприятие для производства оборудования для объектов добычи, хранения, транспортировки и переработки газа и нефти. Построены цеха по выпуску сосудов и аппаратов, работающих под давлением, блочно-комплектных устройств и газораспределительных станций, сварочно-сборочный цех и прессовый цех горячей штамповки. Введено в эксплуатацию кузнечно-прессовое и сварочное оборудование для производства соединительных деталей трубопроводов.
В 1978 году Подмосковная станция «Подземгаз» реорганизована в Тульский завод нестандартизированного оборудования «Туламашгаз». Предприятие стало первым в СССР производителем штампосварных соединительных деталей для газо- и нефтепроводов.
С 1992 года предприятие носит название «Газстройдеталь».
В начале 2000-х на АО «Газстройдеталь» были модернизированы производственные мощности, реконструированы цеха и сооружения, обновлен и расширен парк оборудования, а также был спроектирован и внедрен в производство ряд новейших технологий изготовления продукции для нефтегазовой промышленности. Благодаря данным инновациям номенклатурный перечень выпускаемых изделий, а именно: соединительных деталей, сосудов, работающих под давлением, фильтров, сепараторов и т.п. постоянно увеличивается. Например, за период с 2014 года по 2022 год количество типоразмеров увеличилось с 260 до 923 единиц, а объем производимой продукции вырос в полтора раза.
Следующим важным этапом в истории развития АО «Газстройдеталь» стало открытие в ноябре 2015 года современного высокотехнологичного производства блочно-модульных изделий с полным производственным циклом изготовления продукции от проектирования, изготовления, верификации, сдачи и отгрузки заказчику. Для данного производства был реконструирован цех общей площадью 5085 кв. м, который был оснащен самым современным газорезательным, сварочным, механообрабатывающим и контрольным оборудованием. При этом грузоподъемность в данном производстве составила до 80 тонн. Благодаря этому стал возможен серийный выпуск таких изделий как автоматизированные газораспределительные станции, блоки подготовки топливного газа, газораспределительные пункты, пункты подготовки газа и другого комплексного автоматизированного оборудования. На данный момент эти изделия востребованы в нефтегазовой отрасли и относятся к сегменту высокотехнологичной продукции, обладающей в высокой степени автоматизацией, оснащенности КИПиА и способностью функционировать в концепции «безлюдной технологии».