A partir de 1861 la factoría pasó íntegramente bajo órdenes de la Armada, disponiéndose la creación de la Superintendencia de la Factoría Naval. Años más tarde se marcó un hito histórico al participar la factoría en la construcción del primer blindado de América del Sur, el "Monitor Victoria" y en la conversión del vapor "Loa" en un monitor blindado. Ambos buques formaron parte de la escuadra peruana que se enfrentó a la flota española durante el Combate del Callao del 2 de mayo de 1866.