本廠沿基極為復雜，變遷分合約有四期：
一、北洋銀元局之成立為第一期。
二、戶部造幣總廠之成立為第二期。
三、北洋銀元局之廢止為第三期。
四、民國成立後兩廠之合並為第四期。
茲分期略述於下：
第一期：北洋銀元局之成立
原北洋銀元局造幣廠舊影
中國銀元之鑄造始自粵局，光緒庚子年（1900）以前，北洋機器局亦附鑄銀元，惟成色既低，出數亦少，及今存者為數有限。庚子之變局遂廢止。
會今大總統方督直，議建專局， 二十八年（1902）六月前財政總長周總辦學熙奉檄等辦條陳七事略謂：「天津南北交通，華洋 輻轅，商務特盛，得隨時訊息市面之盈虛，以酌鼓鑄之緩急。尤便轉輸銀源購運材料，以擇 西偏士圍空曠近水之區，距城市三數裏為宜」。
1890年的海光寺和天津機器局全景
又前機器局銀元機，因陋就簡，更閱兵燹，殘缺大半，擬即舊機配制新械，期利鑄造復擬參酌粵局規模，營造廠屋位置，益求精密，若校準、熔化、煎煉、撞光、印花諸事，胥量繁簡，而分合之，銀庫、材料庫及造模修機所，悉按機相度，尺寸必期適合。鍋爐引擎之地腳、煙突等由訂購機器行家，預繪準圖，經營如式。
自余員司辦公、工匠住所，第敷展布，無事恢張，聊復寬留余地可擴充計耳。又以私錢充斥，銀價日疲，僅鑄銀元，不足以紓市面，比年閩、粵、江寧並開鑄銅元有盈無絀，民用稱便，宜請仿鑄，相輔而行，為益滋大，他如請調粵局人員鄧焯森，以資熟手，選聘化驗洋技師以校平色，咨取粵鄂兩省章程及銀、銅元各模，用以折衷參校，均關開創計劃，有足記者書禦報可。
1900年左右的海光寺與機器制造局西局
乃檄陳惟壬赴粵局繪取廠圖，蔔地河北西窯佳護衛營址。鳩工尼材，至十月落成，十一月十六日開鑄，是為「北洋鑄造銀元總局」，直督復委張前會辦鎮芳贊其事，是月請委鄭嘉榮為提調。
初銀元議鑄，每重一兩為一枚，托日本正金銀行代刻祖模，已而詢諸日本造幣廠據謂：「各國通例，直徑分度，視周緣之之厚，宜增十四、五倍，視中心則十七、八倍，今鑄一兩重銀元，在五洲銀貨中為最巨，其直徑宜增於七錢二舊式者十之一」。一以防新舊混淆，一以防過厚音濁，奸民且易作偽之弊，至是熔銀餅二試之，果薄清而厚濁。因請於直督將圓徑增十之一。遂命試鑄，其後鑄成凡六、七千枚而未發行。嗣發行者仍重七錢二分，今所謂北洋造者是也。
十二月議訂章程凡四則：曰辦法總綱、曰收支經費、曰員司職務，曰匠役條規。列上直督批令試辦。
