二汽的选址过程是经历了多次的更改。
最初在1952年，中国就提出了第二汽车厂的建设目标。次年第一机械工业部就开始组织二汽筹建工作，在与苏联专家一道几经选址后，首先相中了武汉的青山。但随后负责华钢（华中钢铁公司武汉部分，即后来的武汉钢铁厂）的苏联专家组也看中了青山地区，于是中央计委就提议以华钢为中心，二汽则搬到武昌答王庙一带，正好打造成一个工业板块。
但之后答王庙也很快被放弃，据一机部汽车局局长张逢时回忆，当时有一位苏联专家向他们提出，武汉有个长江大桥，原子弹投偏一点就投到汽车厂了。他们听了这个意见马上打电话回国，国内非常重视，决定把二汽建在四川或陕西，耽误了设计进度。其实这只是那位专家的个人意见，等到帮助筹建二汽的苏联专家组到武汉后，才知道二汽厂址已经迁到四川了（陕西因为选址不理想，此时已被放弃），这次变故更是直接导致二汽在1956年在「反冒进」中下马，而答王庙的位置则给了武汉重型机床厂。
而到了1958年，二汽项目再度上马，这次的选址则定到了湖南，计划定名为「毛泽东汽车厂」。但随中苏交恶，中国工业的选址思路已经开始优先考虑战备。根据中央指示，筹建组于1959年底开始在交通非常不便的湘贵边界进行选址，以利于隐蔽。这一要求无疑更加剧了选址的难度，导致厂址迟迟未能确定。随着当时经济形势的恶化，这次规划也很快在1960年底不了了之。
接着又到了1964年，随着三线工程的开展，二汽项目又一次被提上了日程。鉴于三线工程要求的「进山、分散、隐蔽」和便于运输的双重考虑，一机部计划围绕国家正计划川汉铁路沿线山区进行选址。经过调查，二汽领导小组认为把厂址设在湘西沅陵、泸溪、辰溪三县境内比较合适，并写出了选址工作报告向部局领导汇报，当时许多参与选址的人员都对这一方案比较满意，认为这一带青山绿水，鱼米之乡，生活条件较好。
但就在湖南方案有些眉目的时候，一机部部长段君毅却忽然接到通知，原来中央决定将经湖南的川汉铁路线改为从湖北襄樊到四川重庆的襄渝线的消息，提议把二汽选址工作改至鄂西北一带，并就此方案向同在四川考察的中央书记处总书记邓小平做了汇报。邓认为厂址随着铁路线而变动理所当然，表示同意。而针对当时要放在四川的声音，他则排除众议，明确指示：「四川交通不便，放汽车厂不合适，应该放在外边。」就此二汽的选址范围落定在了鄂西北一带。
不过在之后的勘察中，二汽工作组最初青睐的位置却是谷城石花街一带，此地位于平原和山地交界处，从建设难度、生产和生活条件来看都优于山区的十堰。但当时一位主管三线建设的领导在视察时认为不仅谷城不够安全，甚至连十堰也不够，此人要求二汽要进大山，到秦岭一带选厂！
很快，北京就传来了建工部准备下发的「三线」建设的有关具体要求，即「七字八条」，要求厂房布置要做到「贴、埋、嵌、散、藏、进、伪」，车间面积不能大于3000平方米，距离不小于300米，主要车间要进洞，车间设计要作好隐蔽等。
面对这种完全不切实际的要求，二汽的工作人员只能一边在深山中继续摸索，一边试图向上级反映。最终一机部部长段君毅勇敢的抵制了这种极左思维。在他的支持下二汽最终敲定了围绕堵河东西（西部以鲍峡为中心，东部以十堰为中心）的方案。
1966年10月，由一机部牵头在郧阳老营召开了二汽选址现场会议，这就是二汽历史上著名的「老营会议」，国家计委、建委、一机部、汽车局、各设计院、湖北省委、中南三线建设委员会等和30多个设计单位的设计人员、二汽各专业厂的筹备人员共500多人参加了会议。会上，各方面的意见围绕具体选址方案进行了激烈交锋，大家都手拿红宝书，引用语录和指示为自己的观点作辩护，争论极其激烈。
面对这种焦灼的局势，一机部副部长白坚他严肃地说道：
「清兵就要渡河了，你们还在议论纷纷。这个厂究竟还建不建？这次会议，一定要把厂址定下来。」此时众人也意识到，如果再不抓紧时间，随着局势的变化二汽恐怕又一次要被迫下马了。因此会议最终决定由二汽建设五人领导小组拿决定性意见，最终敲定了十堰方案。
由此可见，二汽的选址在当时的背景下，起决定作用的并非经济因素，而是变化无常的政治局势，而十堰方案也只是一个各方妥协后的决定，其位置存在不少的先天缺陷，这也直接导致了二汽在改革开放后的一系列「迁厂」风波。
