Secara geografis, SMK Negeri 1 Klego berada di wilayah utara Kabupaten Boyolali, tepatnya di Jl. Cepresan – Klewor Km. 1,5 Sidorejo, Desa Karangmojo, Kecamatan Klego, Kabupaten Boyolali, Provinsi Jawa Tengah. Sekolah ini memiliki titik koordinat 7°20’27.0″S dan 110°44’23.0″E. Lokasinya cukup strategis karena berada di tepi jalan raya yang menjadi jalur penghubung Boyolali – Purwodadi. Area tempat berdirinya SMK Negeri 1 Klego merupakan lahan persawahan yang berasal dari tanah kas Desa Karangmojo.
SMK Negeri 1 Klego mulai berdiri pada tahun 2003 sebagai Unit Pelaksana Teknis Sekolah Menengah Kejuruan. Pada awal berdirinya, sekolah ini membuka dua program keahlian, yaitu Teknik Konstruksi Batu dan Beton serta Teknik Pemanfaatan Tenaga Listrik. Pada masa awal operasional, kegiatan belajar mengajar masih menumpang di gedung SD Negeri Karangmojo dan dilaksanakan pada sore hari. Barulah pada tahun 2004 proses pembelajaran mulai dilaksanakan di gedung baru milik SMK Negeri 1 Klego.
Seiring meningkatnya minat masyarakat untuk bersekolah di SMK Negeri 1 Klego, sekolah ini terus mengembangkan program keahliannya. Pada tahun 2007 dibuka program keahlian Teknik Pemesinan, kemudian pada tahun 2008 menyusul program keahlian Busana Butik. Selanjutnya pada tahun 2011 kembali dibuka program keahlian baru di bidang Teknik Bangunan, yaitu Teknik Gambar Bangunan.
Dalam perkembangannya, SMK Negeri 1 Klego mengalami pertumbuhan yang cukup pesat, baik dari segi jumlah peserta didik maupun kualitas pendidikan. Berbagai prestasi telah diraih oleh siswa, baik di tingkat kabupaten maupun provinsi. Hingga tahun 2019, setelah beberapa kali penyesuaian nama kompetensi keahlian, SMK Negeri 1 Klego memiliki lima kompetensi keahlian, yaitu: (1) Bisnis Konstruksi dan Properti, (2) Desain Pemodelan dan Informasi Bangunan, (3) Teknik Instalasi Tenaga Listrik, (4) Teknik Pemesinan, dan (5) Tata Busana. Pada tahun 2022, jumlah peserta didik di SMK Negeri 1 Klego tercatat sebanyak 1.268 siswa.
Dasar hukum pendirian SMK Negeri 1 Klego antara lain Surat Kepala Dinas Pendidikan Nasional Kabupaten Boyolali Nomor 425.1/2785 Tahun 2003 tentang Pendirian SMK Negeri 1 Klego serta Surat Keputusan Bupati Boyolali Nomor 430/05/68 Tahun 2003 mengenai Penetapan Unit Pelaksana Teknis SMK Negeri 1 Klego Kabupaten Boyolali.