2004年5月12日，教育部向江苏省人民政府发出《教育部关于同意建立常熟理工学院的通知》（教发函[2004]101），同意在常熟高等专科学校基础上建立常熟理工学院，同时撤销常熟高等专科学校的建制。
5月28日，江苏省人民政府发出《省政府关于建立常熟理工学院的通知》（苏政发[2004]51号），“为深化高等教育体制改革，优化高等教育布局结构，提高学校办学层次和办学水平，经省政府研究并报教育部批准，决定在常熟高等专科学校基础上建立常熟理工学院，同时撤销常熟高等专科学校建制。”“常熟理工学院系本科层次的普通高等学校，实行省、市（苏州市）共建，以省为主的办学体制。”
升本使学校站到一个新的发展平台上，学校发展进入到一个新的历史阶段。
2005年3月，学校制定“十一五”改革发展规划，在总结“十五”期间转型成绩的基础上，进一步明确学校定位，并提出了新的发展战略和发展目标。2005年5月，学校举行建设与发展高层论坛，与会专家学者充分肯定了学校转型发展的总体思路。学校据此部署了“十一五”期间的工作，制定了校园建设、师资队伍建设、学科专业建设、科技发展和校园文化建设等五个分规划，核心是推进学校转型发展。这些规划的组织实施，有效地推动了我校转型发展的进程。2006年11月，学校以优异的成绩通过了省委教育工委组织的党建工作评估考核；2007年6月，学校以优异成绩通过了省教育厅组织的学士学位授权单位的评审。
2007年6月，学校召开首届党员代表大会，在规划学校发展时突出转型发展主题，提出“要以高度的责任感和强烈的忧患意识，把学校发展放到江苏乃至全国高等教育的发展大局中去定位，抓住机遇，迎接挑战，实现学校新的发展”。在总结经验基础上，规范学校新的定位表述：“立足苏南，面向江苏和周边省市，构建以理工为主的多科性学科与专业格局，发挥教师教育优势，大力发展应用技术教育，建成一所特色鲜明、质量著称的与区域经济和社会事业良性互动的应用型本科院校。”这一定位表述，明确了学校服务面向的区域性、办学类型的应用性、学科专业以理工为主的多科性、发展路径的校地互动性，充分体现了转型发展的基本要求。在此基础上，首届党代会提出发展目标，前五年是“全面加强内涵建设，全面实现学校转型，在综合实力上位居省内同类高校前列”；接着十年是“全面提升办学水平和办学层次，建成一所特色鲜明、质量著称的品牌大学”。为确保近期目标的实现，提出实施特色名校、质量立校、人才强校、文化兴校和开放活校发展战略，并据此全面部署近期工作任务。落实首次党代会精神，2008年4月，学校举行发展论坛，专题研究创建品牌大学问题。2008年5月，学校举行建校50周年校庆，展示学校转型发展的最新探索成果。2008年5月，学校举办发展战略高层论坛，全面研讨学校发展战略问题。首次党代会的思想成果和工作部署充分体现在以后五年的工作实践中
2009年上半年学校开展学习实践科学发展观活动，以“落实办学定位，创建品牌大学”为主题，继续推动转型发展。主要成果是：形成了我校科学发展的共识，从宏观上就学校发展中的历史使命、根本任务、发展目标、基本路径和精神动力作出了回答；分析检查了存在的主要问题，提出了推进转型发展的重要措施，明确了构建办学特色、推进内涵建设、培养应用人才、校地互动发展、创新管理体制和建设和谐校园等工作任务。活动中的实践成果颇多。在2009年接受教育部本科教学合格评估过程中，我校以应用本科办学和应用人才培养为中心，推动教学观念更新和教学改革步伐。学校对照合格评估的指标梳理教学工作，直接推进了基本教学建设和教学管理；学校对照合格评估的指标梳理办学思路，提高了建设应用型高校的自觉性；学校经过总结和提炼，明确了校地互动培养应用性人才的主要经验；各个二级学院通过对照指标体系，梳理了教学工作，人才培养特色更加明确。学习实践科学发展观活动和迎接本科教学合格评估活动，是全面落实办学定位、加快实现转型的过程，对学校转型发展具有重要指导意义。活动的思想成果和实践成果，又被较好地落实在2010年下半年启动制定的学校改革与发展“十二五”规划和分规划之中。
2012年7月11日，省委组织部来校宣布学校党政领导班子调整。省委组织部副部长赵永贤在代表省委所发表的讲话中指出：当前，江苏发展进入新阶段。常熟理工学院是全省率先开展省市共建的试点高校和高等教育综合改革的试点高校，新的领导班子要带领全校教职员工，强化内涵建设提高办学质量，坚持社会主义办学方向和科学发展不动摇，坚持创建特色鲜明、质量著称的品牌大学不懈怠，坚持维护改革发展稳定大局不折腾，坚持全面提高教育质量和办学水平不停步，与时俱进、开拓创新，真抓实干、创先争优，在新的历史起点上，推动学校各项事业取得新的业绩，再创新的辉煌！
2012年10月27日，常熟理工学院二次党代会召开，党代会报告认为，我国高等教育发展已进入到一个以质量提升为核心的内涵建设和以特色发展为特征的分类发展新阶段。学校在实现办学规模扩张、两个转型完成、办学格局重构、办学条件改善、办学空间拓展的基础上，同样进入到内涵式发展新阶段，其基本特征和工作重点就是提升教育质量，实现特色发展，提高办学层次，提升核心竞争力。学校必须立足现有发展基础，紧紧抓住“办好应用型大学”和“培养应用型人才”这一主线，坚持推动内涵发展，落实办学定位，创建品牌大学的行动纲领，以创业文化推动学校第二阶段发展目标的全面实现。并提出学校需要落实的办学定位是：面向江苏和周边省市，构建以理工为主的多科性学科与专业格局，发挥教师教育优势，大力发展应用技术教育，建成一所特色鲜明、质量著称的与区域经济和社会事业良性互动的应用型本科院校。二次党代会提出的奋斗目标是：经过五年的建设与发展，全面提升教育质量，全面构筑特色优势，为在2020年前后学校综合实力位居国内同类高校前列、建成一所特色鲜明、质量著称的品牌大学奠定基础。为了实现这一目标，二次党代会提出了“坚持以人才培养为中心的战略主题、坚持质量提升的内涵建设、坚持特色构建的品牌引领”的工作方针和思路。
2014年4月20日，学校印发修订的《常熟理工学院章程》，章程总则第四条提出：学校坚持社会主义办学方向，全面贯彻党和国家的教育方针，秉承“注重学理、亲近业界、强化素质”的教育理念，培养社会需要的应用型高级专门人才，服务经济社会发展。第五条提出：学校面向江苏和周边省市，构建以理工为主的多科性学科与专业格局，发挥教师教育优势，大力发展应用技术教育，实施特色名校、质量立校、人才强校、开放活校、文化兴校的发展战略，建设特色鲜明、质量著称、与区域经济和社会发展良性互动的应用型品牌大学。
2012 年 12 月底，江苏省教育厅推荐常熟理工学院参加教育部应用科技大学改革试点
战略研究。该项目研究的目的是：建设现代职业教育体系，突破产业转型升级瓶颈，促进高等学校特色发展，通过学习借鉴欧洲应用科技大学的经验，破解中国教育发展难题。2013 年 1 月 25 日，副校长陈建华代表学校参加了在国家教育行政学院召开的“应用科技大学改革试点战略研究座谈会”。 2013 年 1 月 28 日，学校召开党委常委会认为，参与“应用科技大学改革试点战略研究”是一次极好的发展机遇，学校要主动对接，积极参与。2013 年 6 月 28 日，全国应用技术大学（学院）联盟在天津职业技术师范大学成立，常熟理工学院被吸收为联盟高校。 2014年4月24日至26日，应用技术大学（学院）联盟和中国教育国际交流协会主办的产教融合发展战略国际论坛2014年春季论坛在河南驻马店举行。论坛以“建设中国特色应用技术大学”为主题，旨在通过建立教育界、产业界、学术界与各级政府共同参与的中国教育改革创新和全球教育合作交流平台，推动引导一批本科高校向应用技术型高校转型发展。作为应用技术大学（学院）联盟理事单位和全国最早提出、实践与研究转型发展的新建本科院校，常熟理工学院党委书记张庆奎、校长朱士中、发展规划处处长顾永安、教务处副处长冀宏参加了会议。会议期间，常熟理工学院党委书记张庆奎与应用技术大学（学院）联盟、与会的新建本科院校领导就应用技术大学建设进行了交流探讨。校长朱士中代表学校参加了应用技术大学（学院）联盟年会，主持了“中国应用技术大学发展之路”分论坛并做了演讲，并与常熟市人民政府副市长陈惠良参加了“地方与高校对话”分论坛活动。朱士中校长做了题为“地方本科院校转型发展的实践与思考”的重要演讲。2015年 11月25至26日，学校承办第二届产教融合发展战略国际论坛秋季分论坛。论坛的主题为：服务创新、致力创业——应用技术大学的职责与使命。教育部学校规划建设发展中心主任陈锋出席会议并作了题为“预见未来、勇敢前行”的主题报告。中国教育国际交流协会副秘书长沈雪松，应用技术大学（学院）联盟理事长孟庆国、江苏省教育厅副巡视员马幸年，常熟理工学院党委书记张庆奎，常熟理工学院院长朱士中，常熟市人民政府市长王飏，新道科技股份有限公司总裁郭延生出席论坛开幕式。来自全国200多所高校、企业和科研院所，以及德国、美国、荷兰、新加坡、台湾等国家和地区的专家、学者近600名代表与会。开幕式后，中国应用技术大学（学院）联盟分别与德国国际合作机构（GIZ）、美国社区大学联盟举行了合作备忘录签约仪式。
2016年11月9日，学校印发《 “十三五”事业发展规划》。规划提出，学校类型定位是适应行业和区域经济社会发展需要的应用型普通本科院校；办学层次定位是以本科教育为主，适时开展研究生教育；学科专业定位是大力发展应用型学科专业，形成以工为主，多学科协调发展的学科专业布局；人才培养定位是培养适应行业和区域经济社会发展需要、专业基础扎实、实践能力较强、具有创新精神和职业素养的应用型人才；服务面向定位是立足苏南，面向江苏和周边省市；发展目标定位是特色鲜明、质量著称的应用型品牌大学。规划明确了学校奋斗总目标是：全面加强内涵建设，全面培育办学特色，全面提升办学水平，到2020年学校综合实力位居国内同类高校前列，力争建成全国应用型本科高校的示范院校，努力将学校建设成为一所特色鲜明、质量著称的应用型品牌大学。具体目标是：进一步完善顶层设计，构建以“应用型、地方性、开放式”为核心的办学体系；深入推进校内管理体制机制改革，构建具有特色的现代大学制度体系；全面提升人才培养质量，形成有特色的应用型人才培养机制和模式；加强师资、管理、服务队伍建设，特别要建设一支师德优良、数量合理、结构优化、能够满足应用型人才培养要求的教师队伍；提升学科建设水平，推进专业（集群）建设，力争获批专业硕士学位点，完善与地方行业产业紧密对接的学科专业建设体系；提升科技创新水平，完善面向地方经济社会发展需求的科技创新体系；完善与地方政府、行业、企业和科研院所良性互动的校地互动长效机制和多形式、多领域的国际交流与合作教育体系；培育具有时代特征、区域特点和学校特色的大学文化，完善党建和思想政治工作一体化体系。
2017年9月，由朱士中、顾永安、沈宗根、李俊峰、陆正林、孙金娟主持的项目 “地方本科院校由师范类向理工类转型发展的探索与实践”获江苏省教学成果奖（高等教育类）一等奖。项目系统总结了学校坚持转型发展，积极推进应用型品牌大学建设的成功经验，提出学校在国内率先开展基于师范向理工转型发展的理论研究，在国内率先开展了师范向理工转型发展的实践探索；探索并创新了校地互动、校企合作、产教融合的体制机制，探索并创新了基于行业学院的应用型人才培养新机制。项目认为学校在 “注重学理、亲近业界”应用型人才培养理念的指导下，根据地方经济社会发展需要调整专业结构和人才培养目标，已基本实现了专业结构从师范为主向理工为主转变、人才培养类型从理论研究型向工程技术型转变、课程体系从知识逻辑体系向技术逻辑体系转变的转型发展。
9月26—28日，中国共产党常熟理工学院第三次代表大会召开，这是常熟理工学院喜迎十九大、迈入新时代召开的一次重要会议。大会通过了朱士中同志代表中国共产党常熟理工学院第二届委员会向大会所作题为《凝心聚力、改革创新，为建设应用型品牌大学而努力奋斗》的工作报告。工作报告全面总结了2012年10月学校召开第二次党代会以来的工作，指出：第二次党代会以来的五年，是学校发展史上的一个重要历史时期，是学校特色与品牌的培育期，是各项改革与创新成果的形成期，是办学水平与综合实力的成长期。工作报告概括五年工作特色为：一是立足地方经济社会发展，校地互动、产教融合的办学道路；二是以行业学院为主要平台的与地方经济社会发展需求相适应的应用型人才培养模式；三是基于现代管理理念的教学质量保证体系；四是依托现代信息技术的智慧化校园；五是体现传承与创新相汇通的校园文化。同时，提炼出学校发展中形成的六条经验：一是必须坚持把握方向、铭记使命。二是必须坚持党要管党、从严治党。三是必须坚持立德树人、全面发展。四是必须坚持解放思想、改革创新。五是必须坚持校地互动、开放办学。六是必须坚持人民主体、服务师生。
工作报告部署了学校今后五年的奋斗目标与主要任务，提出：未来五年是我国全面建成小康社会、实现“两个一百年”奋斗目标的攻坚阶段，是江苏全面建成小康社会的关键时期和率先实现教育现代化的决胜阶段，是我校实现 “特色鲜明、质量著称的应用型品牌大学”奋斗目标的重要阶段，也是我校特色与品牌的成型期、各项改革与创新成果的巩固期、办学水平与综合实力的提升期。我们要认清形势，把握机遇，迎接挑战，从国家发展、地方经济社会发展和高等教育改革发展的大背景、大格局中科学谋划学校的发展，开辟学校事业发展新境界。
2017年11月14至15日，常熟理工学院2017年发展战略研讨会隆重举行，校长江作军作了题为《应用型品牌大学建设之路：挑战、问题、改革》的主题报告。报告分析了学校在建设特色鲜明、质量著称的应用型品牌大学过程中，所面对的由经济社会发展、高等教育结构调整和转型发展、同类高校之间竞争所带来的挑战，提出了切实推进产教融合，创新应用型人才培养模式；大力推进人才强校战略，不断加强师资队伍建设；着力推进全方位开放办学，努力构建学校办学资源多元化格局；积极推进内部管理制度改革，不断优化学校内部治理结构等改革的思路与路径。副校长张根华作了题为“着力深化产教融合，持续推进转型发展”的报告；副校长姜建明作了“师资队伍——应用品牌大学的建设基础”的报告。校党委书记朱士中在总结讲话中指出，建设特色鲜明、质量著称的应用型品牌大学是学校适应高等教育改革发展规律做出的战略选择，更是时代赋予的历史使命。面对新的形势和任务，学校在致力实现建设应用型品牌大学目标的过程中，要处理好四个行动计划与学校十三五发展规划、特色与品牌、常规发展与跨越发展、教学与科研、师资队伍建设的内培与外引、干部能力提升与事业发展、分配引领与制度推进、目标与落实等八个方面的关系。他希望全校师生员工聚力内涵建设，聚焦应用型品牌大学目标，不断提升办学水平和综合实力，再创新业绩、再铸新辉煌。
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