戦時体制下において、横河電機製作所は主に軍需向けの計器の販売を拡大。1927年に陸軍の指定工場となり、高射砲の算定器の研究開発を開始し、以後、軍需品の開発および生産に従事した。軍需品の生産拡大に対応するため、1927年に東京の吉祥寺に1.6万坪の土地を確保。1930年に吉祥寺工場を新設して、渋谷工場で行っていた計測器の生産を集約した。生産品目は、航空計器・航空用マグネトーなどであり、航空機に関する計器生産に従事した。

第二次世界大戦の敗戦に伴い横河電機は軍需を喪失。戦時中は国内に5工場を稼働していたが、このうち4工場（小金井・大久保・川越・辻堂）を閉鎖し、吉祥寺の武蔵野本社に集約した。人員面においても、終戦時点で1.2万名存在した人員の大半を解雇し、1200名の体制で事業活動を再開した。

空気圧制御の技術を導入するため、Foxboro社と提携。

1973年10月のオイルショックを機に、石油化学メーカーにおける設備投資が相次いで中止。石油産業向けの計測器の販売に依存していた横河電機は業績が低迷し、当時の横河正三社長は「夜も眠れない」状態となった。

NEC系列の安藤電気の株式33%を132億円で取得。1999年に横河電機はヒューレットパッカードとの合弁を解消しており、通信・半導体向けの計測器事業を強化するために買収を決定した。

横河電機は1983年から公言してきた「人員削減をしない方針」を撤回し、2003年に人員削減を伴う国内における生産再編を実施。グループ会社を含めた15工場の閉鎖を決定した。特に、傘下の安藤電気（2002年10月に買収）における改革を推進するため、同社において150名の希望退職者の募集を決定した。

横河電機は約400億円規模の固定費削減のために余剰人員の削減を決定。希望退職者を募集し、合計1105名が退職に応募した。人員削減に伴って2015年3月期に事業構造改善費用を特別損失として166億円計上した。

石油・ガス業界向けのソフトウェアおよびコンサルティングサービスを手掛けるKBC社（KBC Advanced Technologies plc）を279億円で買収。