Lors de la constitution du sixième cabinet Briand, en décembre 1916, le sous-secrétariat d’État du ministère de la Guerre précédemment chargé de l'Artillerie et des Munitions, est érigé, sous le nom de ministère de l’Armement et des Fabrications de guerre, en département ministériel. Il comprend désormais lui-même deux nouveaux sous-secrétariats d’État, celui des Inventions et celui des Fabrications de guerre et œuvre dans trois domaines complémentaires : économique, militaire et social. Ses compétences sont élargies à la planification des programmes futurs, à l’emploi technique des nouveaux matériels en relation avec le ministère de la Guerre et au suivi des questions sociales en liaison avec le ministère du Travail. L'industriel Louis Loucheur, fondateur de la la Société générale d'entreprises (SGE), est alors nommé sous-secrétaire d’État à l’Artillerie et aux Munitions et Jules-Louis Breton, sous-secrétaire d'État des Inventions.

Albert Thomas, premier ministre de l'Armement et des Fabrications de guerre, reste en place de décembre 1916 à septembre 1917. À partir de septembre 1917, dans le gouvernement de Paul Painlevé (12 septembre au 16 novembre 1917) et dans celui de Georges Clemenceau (du 16 novembre 1917 au 26 novembre 1918), Louis Loucheur remplace Albert Thomas au ministère de l'Armement. A cette occasion, les compétences du ministère sont resserrées sur la production d'armes proprement dite. La plupart des questions sociales sont transmises au ministère du Travail et celui de la Guerre récupère le commandement du service automobile et de l'artillerie d'assaut, la mise au point des programmes, le contrôle de l'utilisation des matériels par l'armée. Le sous-secrétariat d'État des Inventions, d'abord transféré au ministère de la Guerre (septembre-novembre 1917), devient une Direction des Inventions, des Études et Expériences techniques.

Deux semaines après la conclusion de l’armistice, en novembre 1918, le ministère de l’Armement laisse la place au ministère de la Reconstitution industrielle et la direction de l'Artillerie, reprend, au sein du ministère de la Guerre, toutes les fabrications d'armement.