Die Wurzeln der Gothaer Waggonfabrik liegen in einer 1883 vom Schlosser und späteren Fabrikanten Fritz Bothmann gegründeten Schlosserei. 1892 trat der Kaufmann Louis Glück in das Unternehmen ein, die sich nun Fritz Bothmann & Glück Maschinenfabrik & Carussellbau-Anstalt bezeichnete. Ein Schwerpunkt war anfangs der Karussellbau, dann kamen die Herstellung von Eisenbahnwaggons, vor allem Güterwagen hinzu. 1898 wurde die Rechtsform in eine Aktiengesellschaft mit dem neuen Namen Gothaer Waggonfabrik vormals Fritz Bothmann & Glück AG umgewandelt. 1905 schieden die Firmengründer aus. 1910 folgte die Umbenennung in Gothaer Waggonfabrik AG (GWF). Das Firmengelände mit einer Größe von 110 000 m² befand sich am Gothaer Ostbahnhof. Dort arbeiteten rund 900 Beschäftigte.
Im Jahre 1912 begann die Gothaer Waggonfabrik versuchsweise mit dem Bau von Flugzeugen und konnte bald mit dem Flugzeugbau fabrikationsmäßig beginnen. Mit dem Ersten Weltkrieg wurde der Flugzeugbau zum wichtigsten Produktionszweig. Von 1913 bis 1918 stieg die Zahl der Beschäftigten in der Abteilung Flugzeugbau der Gothaer Waggonfabrik von 130 auf 1 250.
Gemäß Versailler Vertrag musste 1920 die Flugzeugfertigung eingestellt und die Maschinen demontiert werden. Die Produktion wurde umgestellt auf den Bau von Lokomotivkesseln, Triebwagen und Lastwagenanhängern. 1923 beschäftigte der Betrieb 260 Beamte und 2 000 Arbeiter. Ab 1931 gehörte die Gothaer Waggonfabrik AG mehrheitlich der Maschinenbaufirma Orenstein & Koppel AG in Berlin.
Nach Kriegsbeginn 1939 wurden in Gotha im Wesentlichen Lastensegler entwickelt und gefertigt. 1 415 Zwangsarbeiter wurden in den letzten Jahren des Zweiten Weltkrieges in der Fabrik eingesetzt. Im Jahr 1944 wurde das Werk durch einen Luftangriff zu ungefähr 80 Prozent zerstört.
Die Gothaer Waggonfabrik AG wurde 1946 in eine Sowjetische Aktiengesellschaft (SAG) umgewandelt, aber nach Abschluss der Demontage bereits 1947 unter deutsche Verwaltung gestellt. 1949 erfolgte die Verstaatlichung der Gothaer Waggonfabrik AG als VEB Waggonbau Gotha, die zur Vereinigung Volkseigener Betriebe Lokomotiv- und Waggonbau (VVB LOWA) gehörte. Ab 1953 bis 1960 wurden nochmals Segelflugzeugtypen aus der Vorkriegszeit gebaut. Danach endete der Flugzeugbau und die Produktion konzentrierte sich wieder auf den Bau von Güterwagen und Straßenbahnwagen.
1967 wurde das Werk in VEB Luft- und Kältetechnik Gotha umbenannt. Die Beschäftigten entwickelten und bauten Lüfter, Kühlanlagen und Wasseraufbereiter. Mit Wirkung vom 1. Juli 1983 wurde der Betrieb erneut umstrukturiert und gehörte fortan zum Kombinat Personenkraftwagen Karl-Marx-Stadt. Die Fertigung von kompletten Fahrgestellen, Einzelteilen und Baugruppen für den Pkw Wartburg wurde nun Hauptaufgabe der Belegschaft. Der Großteil der verbliebenen Gleisanlagen und Hallen aus der Vorkriegszeit wurden abgeräumt und es entstand neben Presserei und Dreherei-Gebäude auch eine Montagehalle mit Bandförderanlage für eine geplante Kapazität von 75 000 Fahrgestellen pro Jahr.
Die Treuhandanstalt meldete 1991 die Firma als sanierungsfähig, der Betrieb ging zunächst in der Lintra-Beteiligungsholding auf. Das wirtschaftliche Überleben sicherte 1996 die Neuausrichtung des Unternehmens auf den Lkw-Anhängerbau. Es begann die Zusammenarbeit mit der Schmitz Anhänger Fahrzeugbau GmbH und wurde schließlich von 1997 von der Schmitz-Gruppe vollständig übernommen.
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