1960年12月、東京都大田区において前代表取締役会長の片山一郎氏が「株式会社ユニオン化学研究所」を設立し、ドリル・エンドミル・ロータリーバーなど工業用超硬精密工具の試作研究を開始した。創業者の片山一郎氏は大手工具メーカーからの依頼を受け、東京の小さな町工場で自ら設計・製造に取り組み、プリント配線板用の超硬ドリル（PCBドリル）の開発を進めた。設立直後の同社は研究開発主体の小規模事業者で、量産工場ではなく試作品の精度を追究する町工場として出発した。1990年代に入社した4代目の渡邉裕二社長によれば、片山一郎氏は社長就任後も社長室に設計机を置いて現場感覚を保ち続けたという。創業者が経営者ではなく技術者として現場に身を置く流儀は、長く同社の文化として継承された。

1970年3月、同社は本社工場を新設してPCBドリル（プリント配線板用超硬ドリル）の生産を開始した。1960年の試作研究から10年を経て、量産体制が立ち上がった節目にあたる。1970年代は日本の電子機器産業が量産化を本格化させた時期で、テレビ・ラジオ・電卓・電子計算機などの基板生産が立ち上がり、基板へ穴をあけるためのPCBドリルの需要が拡大していた局面である。1971年4月には工作機械製造部門を設けて「ドリルポインター」（刃先研磨機）の生産を開始し、ドリルの製造装置を内製する体制を整えた。同年5月、商号を「株式会社ユニオン化学研究所」から「ユニオンツール株式会社」へ変更し、PCBドリルの本格生産を始めた。社名変更は研究主体の試作組織から工具メーカーへの転換を制度として確認した節目である。

1976年12月、ユニオンツールは新潟県長岡市妙見町に工場を設置し、「ローラーガイド」（直線運動軸受の構成部品）の専用工場とした。長岡進出のきっかけは、創業者の片山一郎氏が知人からの誘いで長岡での仕事を始めたことに遡る。長岡市は江戸期から鋳造・板金・工作機械の集積地として知られ、東京と大阪の中間に位置する立地条件、雪国の人材気質、地域内での部品調達網の存在といった条件が、内製主体の精密工具メーカーにとって有利に働く土地柄であった。1979年7月には新潟県長岡市摂田屋町に長岡工場を新設移転し、東京の本社工場機能の一部を新潟へ移した。

長岡集約は単発の工場移転にとどまらず、その後20年にわたる拠点整備を新潟県内で連鎖させた。1985年1月には長岡市長岡南部工業団地内に長岡工場第二工場を新設、1988年12月には熱処理棟、1991年4月には第三工場、1997年11月には第四工場、2001年8月には第五工場と、PCBドリル需要の拡大に応じて新潟県内で生産能力を増強した。創業者の片山一郎氏は長岡工場を訪問するたびに技術者を集めて直接指示を出す姿勢を貫き、現場での直接対話を通じた改良の積み重ねが60年にわたる成長を支える基盤となった。設備の内製と量産技術の蓄積が長岡で進み、PCBドリル製造に必要な精密加工技術と熱処理・コーティング技術が同地に集約された。

1981年3月、ユニオンツールは米国カリフォルニア州に合弁会社「MEGATOOL INC.」（現「U.S. UNION TOOL, INC.」）を設立し、PCBドリルの現地生産を開始した。1985年3月には台湾に子会社「台湾佑能工具股份有限公司」を設立、PCBドリルの現地生産を開始した。1989年6月には日本証券業協会の店頭登録銘柄として登録され、資本市場での認知も得た。同年6月、ヨーロッパにおける販売会社の資本関係再編成に伴い、スイス子会社「UNION TOOL EUROPE S.A.」を設立し、欧州拠点も整えた。

1990年代前半、世界のプリント基板産業はパソコン・移動体通信機器の需要拡大で量産規模が急成長した。1994年10月、ユニオンツールはMEGATOOL INC.の株式を取得して子会社化、1995年4月にはMEGATOOL INC.とUNION TOOL EUROPE S.A.の株式を取得して100%子会社化、同年12月には中国に子会社「佑能工具（上海）有限公司」を設立した。1981年の合弁形態で始まった海外展開は10年余で完全子会社による直接展開体制へ移行し、米国・台湾・スイス・中国の4極での生産・販売体制が整った。海外拠点は当初PCBドリルの現地生産を担ったが、1990年代後半以降は国内（長岡）に生産機能を集約し、海外拠点は販売・サービス中心へ移行する流れが定着した。