Anläggningen har tillverkat fordon sedan 1907. Det var en av sex platser som byggde Chevrolet innan företaget slogs samman med GM 1918. I januari 1918 blev Oshawa den första kanadensiska GM-fabriken som minimerade problemet med storskaliga uppsägningar genom att skära ner det andra skiftet och alternera dag- och nattskiftsarbetare med två veckors mellanrum. Detta system infördes senare vid andra fabriker runt om på kontinenten.
Från början levererade Oshawa-fabriken högerstyrda fordon till internationella marknader i byggsatser för lokal montering, eller som färdiga fordon fram till slutet av 1960-talet. De internationella marknaderna fick se amerikanska och kanadensiska GM-fordon som Bel Air, Pontiac Parisienne, Pontiac Laurentian och Chevrolet Impala.
I mitten av 1980-talet påbörjade GM en stor omvandling av anläggningen och gav platsen namnet ”Autoplex”. Omställningen skedde i tre steg, där det första var omvandlingen av lastbilsfabriken till GMT400-produktion 1986. Nästa steg var omställning av linje 2 för den nya W-body Regal, som började tillverkas i mitten av 1987. Det sista steget var en lång omställning av linje 1 för Chevrolet Lumina, som började tillverkas den 8 januari 1989 som 1990 års modell.
Chevrolet Monte Carlo och Pontiac Grand Prix lades ned i juni respektive november 2007. Buick LaCrosse lades ned från Oshawa #2 2008 och flyttades till Fairfax Assembly för 2009. Under det fjärde kvartalet samma år började tillverkningen av den nya Chevrolet Camaro. Både Buick Regal och Camaro Cabriolet lanserades på Flex Line under första kvartalet 2011. Anläggningen inledde produktionen av den högpresterande 2012 Camaro ZL1 och 2012 Buick Regal GS under 2012 och kommer att bygga 2013 Cadillac XTS under första kvartalet 2012.
I augusti 2010 började fabriken att montera Chevrolet Equinox i samarbete med en annan GM-anläggning i Ingersoll, Ontario, känd som CAMI Automotive. Plåtkarosserna tillverkas vid CAMI och körs med lastbil två timmar österut till Oshawa, där de sätts in på transportbandet strax före lackeringsverkstaden. Karosserierna målas och genomgår sedan den allmänna monteringsprocessen vid fabriken i Oshawa. Hela processen utvecklades som ett snabbt sätt att svara på den stora efterfrågan på Equinox-produkten. CAMI-anläggningen tillverkar Equinox och GMC Terrain från början till slut i sin egen anläggning, men de hade inte kapacitet att sätta fler karosserier genom målning och allmän montering.
I mitten av 2018 tillkännagavs att den tidigare generationen av Chevrolet Silverado 1500 och GMC Sierra 1500 skulle säljas tillsammans med sina efterföljare för modellåret 2019, som Chevrolet Silverado 1500 LD och GMC Sierra 1500 Limited. Slutmonteringen av dessa lastbilar, som endast skulle säljas i Double Cab, Standard Bed-utförande, skulle ske vid Oshawa Car Assembly. Detta är första gången sedan 2009 som Oshawa Assembly (Oshawa Truck Assembly), som också monterade Chevrolet Silverado 1500 och GMC Sierra 1500 i form av Extended Cab, skulle montera lastbilar. Senare samma sommar började GM också slutmonteringen av Chevrolet Silverado HD och GMC Sierra HD Double Cab-modeller.
Den 26 november 2018 meddelade General Motors att Oshawa bilmonteringskomplex stängs och att 111 års biltillverkning i Oshawa upphör. Det sista fordonet, en vit GMC Sierra pickup, rullade av monteringsbandet den 18 december 2019.
Den 4 november 2020 meddelade GM: ”Med förbehåll för ratificering av 2020 års avtal med Unifor planerar General Motors att föra tillbaka pickup-produktionen till Oshawa Assembly Plant. Byggnationen kommer att påbörjas omedelbart vid Oshawa Assembly och kommer att omfatta en ny karosseriverkstad och en flexibel monteringsmodul, för att stödja ett snabbt svar på kundernas starka efterfrågan på GM:s nya familj av pickuplastbilar. Produktionen av pickuper i Oshawa planeras starta i januari 2022.