L’installation produisait des véhicules depuis 1907. C’était l’un des six sites construisant Chevrolet avant sa fusion avec GM en 1918. En janvier 1918, Oshawa est devenue la première usine canadienne de GM à minimiser la question des licenciements à grande échelle en supprimant la deuxième équipe et en alternant les travailleurs de jour et de nuit à intervalles de deux semaines. Ce système a été adopté par la suite dans d’autres usines du continent.
Dès ses débuts, l’usine d’Oshawa a fourni des véhicules à direction à droite aux marchés internationaux sous forme de kits à assembler sur place, ou de véhicules complets jusqu’à la fin des années 1960. Les marchés internationaux ont vu des véhicules GM exclusivement américains et canadiens tels que la Bel Air, la Pontiac Parisienne, la Pontiac Laurentienne et la Chevrolet Impala.
Au milieu des années 1980, GM a commencé une grande transformation de l’installation, en nommant le site « Autoplex ». La transformation s’est faite en trois étapes, la première étant la conversion de l’usine de camions à la production de GMT400 en 1986. L’étape suivante a consisté à réoutiller la ligne 2 pour la nouvelle Regal W-body, dont la production a débuté à la mi-1987. La dernière tranche a été un long changement de la ligne 1 pour la Chevrolet Lumina, qui est entrée en production le 8 janvier 1989 comme modèle 1990.
La Chevrolet Monte Carlo et la Pontiac Grand Prix ont été abandonnées en juin et novembre 2007 respectivement. La Buick LaCrosse a été abandonnée à Oshawa #2 en 2008 et déplacée à l’assemblée de Fairfax pour 2009. Au quatrième trimestre de cette année-là, elle a commencé à produire la nouvelle Chevrolet Camaro. La Buick Regal et la Camaro décapotable ont été lancées sur la ligne Flex au premier trimestre de 2011. L’usine a commencé la production de la Camaro ZL1 2012 haute performance et de la Buick Regal GS 2012 en 2012 et construira la Cadillac XTS 2013 au premier trimestre 2012.
En août 2010, l’usine a commencé à assembler le Chevrolet Equinox en partenariat avec une autre installation de GM à Ingersoll, en Ontario, connue sous le nom de CAMI Automotive. Les carrosseries métalliques sont fabriquées à CAMI, puis transportées par camion à deux heures de route vers l’est jusqu’à Oshawa, où elles sont insérées sur le convoyeur juste avant l’atelier de peinture. Les carrosseries sont peintes et passent ensuite par le processus d’assemblage général à l’usine d’Oshawa. L’ensemble du processus a été conçu comme un moyen rapide de répondre à la forte demande pour le produit Equinox. L’établissement CAMI fabrique bien l’Equinox et le GMC Terrain du début à la fin dans sa propre usine, mais il n’avait pas la capacité de faire passer plus de carrosseries par la peinture et l’assemblage général.
Au milieu de 2018, il a été annoncé que la génération précédente du Chevrolet Silverado 1500 et du GMC Sierra 1500 serait vendue aux côtés de leurs successeurs pour l’année-modèle 2019, sous le nom de Chevrolet Silverado 1500 LD et de GMC Sierra 1500 Limited. L’assemblage final de ces camions, qui ne seront vendus qu’en version cabine double, caisse standard, se fera à Oshawa Car Assembly. C’est la première fois depuis 2009 que l’assemblage d’Oshawa (Oshawa Truck Assembly), qui a également assemblé le Chevrolet Silverado 1500 et le GMC Sierra 1500 en version cabine allongée, assemblera des camions. Plus tard cet été-là, GM a également commencé l’assemblage final des modèles Chevrolet Silverado HD et GMC Sierra HD à double cabine.
Le 26 novembre 2018, General Motors a annoncé la fermeture du complexe de l’usine d’assemblage de voitures d’Oshawa, mettant fin à 111 ans de construction automobile à Oshawa. Le dernier véhicule, une camionnette GMC Sierra blanche, est sorti de la chaîne de montage le 18 décembre 2019.
Le 4 novembre 2020, GM a annoncé « Sous réserve de la ratification de l’accord de 2020 avec Unifor, General Motors prévoit de ramener la production de camionnettes à l’usine de montage d’Oshawa. La construction commencera immédiatement à l’Assemblée d’Oshawa et comprendra un nouvel atelier de carrosserie et un module d’assemblage flexible, afin de soutenir une réponse rapide à la forte demande des clients pour la nouvelle famille de pick-up de GM. La production de camionnettes à Oshawa devrait commencer en janvier 2022.