二汽的選址過程是經歷了多次的更改。
最初在1952年，中國就提出了第二汽車廠的建設目標。次年第一機械工業部就開始組織二汽籌建工作，在與蘇聯專家一道幾經選址後，首先相中了武漢的青山。但隨後負責華鋼（華中鋼鐵公司武漢部份，即後來的武漢鋼鐵廠）的蘇聯專家組也看中了青山地區，於是中央計委就提議以華鋼為中心，二汽則搬到武昌答王廟一帶，正好打造成一個工業板塊。
但之後答王廟也很快被放棄，據一機部汽車局局長張逢時回憶，當時有一位蘇聯專家向他們提出，武漢有個長江大橋，原子彈投偏一點就投到汽車廠了。他們聽了這個意見馬上打電話回國，國內非常重視，決定把二汽建在四川或陜西，耽誤了設計進度。其實這只是那位專家的個人意見，等到幫助籌建二汽的蘇聯專家組到武漢後，才知道二汽廠址已經遷到四川了（陜西因為選址不理想，此時已被放棄），這次變故更是直接導致二汽在1956年在「反冒進」中下馬，而答王廟的位置則給了武漢重型機床廠。
而到了1958年，二汽專案再度上馬，這次的選址則定到了湖南，計劃定名為「毛澤東汽車廠」。但隨中蘇交惡，中國工業的選址思路已經開始優先考慮戰備。根據中央指示，籌建組於1959年底開始在交通非常不便的湘貴邊界進行選址，以利於隱蔽。這一要求無疑更加劇了選址的難度，導致廠址遲遲未能確定。隨著當時經濟形勢的惡化，這次規劃也很快在1960年底不了了之。
接著又到了1964年，隨著三線工程的開展，二汽專案又一次被提上了日程。鑒於三線工程要求的「進山、分散、隱蔽」和便於運輸的雙重考慮，一機部計劃圍繞國家正計劃川漢鐵路沿線山區進行選址。經過調查，二汽領導小組認為把廠址設在湘西沅陵、瀘溪、辰溪三縣境內比較合適，並寫出了選址工作報告向部局領導匯報，當時許多參與選址的人員都對這一方案比較滿意，認為這一帶青山綠水，魚米之鄉，生活條件較好。
但就在湖南方案有些眉目的時候，一機部部長段君毅卻忽然接到通知，原來中央決定將經湖南的川漢鐵路線改為從湖北襄樊到四川重慶的襄渝線的訊息，提議把二汽選址工作改至鄂西北一帶，並就此方案向同在四川考察的中央書記處總書記鄧小平做了匯報。鄧認為廠址隨著鐵路線而變動理所當然，表示同意。而針對當時要放在四川的聲音，他則排除眾議，明確指示：「四川交通不便，放汽車廠不合適，應該放在外邊。」就此二汽的選址範圍落定在了鄂西北一帶。
不過在之後的勘察中，二汽工作群組最初青睞的位置卻是谷城石花街一帶，此地位於平原和山地交界處，從建設難度、生產和生活條件來看都優於山區的十堰。但當時一位主管三線建設的領導在視察時認為不僅谷城不夠安全，甚至連十堰也不夠，此人要求二汽要進大山，到秦嶺一帶選廠！
很快，北京就傳來了建工部準備下發的「三線」建設的有關具體要求，即「七字八條」，要求廠房布置要做到「貼、埋、嵌、散、藏、進、偽」，車間面積不能大於3000平方米，距離不小於300米，主要車間要進洞，車間設計要作好隱蔽等。
面對這種完全不切實際的要求，二汽的工作人員只能一邊在深山中繼續摸索，一邊試圖向上級反映。最終一機部部長段君毅勇敢的抵制了這種極左思維。在他的支持下二汽最終敲定了圍繞堵河東西（西部以鮑峽為中心，東部以十堰為中心）的方案。
1966年10月，由一機部牽頭在鄖陽老營召開了二汽選址現場會議，這就是二汽歷史上著名的「老營會議」，國家計委、建委、一機部、汽車局、各設計院、湖北省委、中南三線建設委員會等和30多個設計單位的設計人員、二汽各專業廠的籌備人員共500多人參加了會議。會上，各方面的意見圍繞具體選址方案進行了激烈交鋒，大家都手拿紅寶書，參照語錄和指示為自己的觀點作辯護，爭論極其激烈。
面對這種焦灼的局勢，一機部副部長白堅他嚴肅地說道：
「清兵就要渡河了，你們還在議論紛紛。這個廠究竟還建不建？這次會議，一定要把廠址定下來。」此時眾人也意識到，如果再不抓緊時間，隨著局勢的變化二汽恐怕又一次要被迫下馬了。因此會議最終決定由二汽建設五人領導小組拿決定性意見，最終敲定了十堰方案。
由此可見，二汽的選址在當時的背景下，起決定作用的並非經濟因素，而是變化無常的政治局勢，而十堰方案也只是一個各方妥協後的決定，其位置存在不少的先天缺陷，這也直接導致了二汽在改革開放後的一系列「遷廠」風波。
