Sejarah SMK Negeri 2 Cilacap bermula dari ST Subsidi (Sekolah Teknologi) yang berlokasi di sebelah selatan atau depan Kejaksaan Negeri Cilacap (sekarang menjadi pos polisi alun-alun Cilacap). Seiring perkembangan jaman dan melihat potensi industri di Cilacap, maka pemerintah mengganti ST Subsidi dengan STM Negeri Cilacap (Sekolah Teknologi Menengah) disertai terbitnya SK dengan nomor 0299 / O / 1978 pada tanggal 15 September 1978 dan berpindah ke lokasi yang sekarang. Pada periode awal, sekolah ini menjadi salah satu STM terbaik di Jawa Tengah, dengan alat-alat praktek yang mayoritas didatangkan dari Australia (import) dan perpustakaan yang lengkap. Dana pendirian STM Negeri Cilacap merupakan bantuan/hibah dari Bank Dunia untuk pendidikan, sehingga pada tahun pertama banyak guru dari luar negeri yang mengajar untuk transfer knowledge kepada sesama guru (lokal) terutama pada sisi penggunaan alat praktek.
Jurusan yang tersedia sejak awal di STM Negeri Cilacap adalah Listrik, Bangunan dan Mesin. Kemudian berkembang menjadi jurusan Gambar Bangunan, Listrik Instalasi, Listrik Pemakaian, Mekanik Otomotif, Fabrikasi Logam, Mesin Produksi. Dan hingga kini terus berkembang dengan ditambahkannya jurusan Pelayaran dan Konstruksi Kayu. Dengan sistem pendidikan yang baik dan ketersediaan alat bahan yang lengkap, mendorong STM Negeri Cilacap menjadi satu-satunya sekolah teknologi negeri di Cilacap yang dipercaya industri-industri besar untuk menyerap lulusannya sebagai tenaga ahli. Bahkan hingga saat ini, MoU dengan industri-industri besar masih berjalan dengan baik.
Sekitar tahun 1997, nama STM Negeri Cilacap diubah menjadi SMK Negeri 2 Cilacap berdasarkan Keputusan Mendikbud RI Nomor 036/O/1997 tentang Perubahan Nomenklatur SMKTA menjadi SMK serta Organisasi dan Tata Kerja SMK hingga sekarang.