中国铁道科学研究院的历史与共和国的铁道建设事业紧密相连。1949年11月，新中国诞生仅仅一个月，国家百废俱兴之际，铁道部即决定筹建铁道科研机构。1950年3月1日，铁道部铁道技术研究所在唐山正式成立，唐振绪任所长。同年9月，更名为铁道部铁道研究所，领导机构迁京，中央人民政府政务院任命著名科学家、教育家、桥梁工程专家茅以升为研究所所长。

建院初期，时任铁科院院长的茅以升先生就提出了“一切为科研，科研为运输”的办院方针。铁科院立刻投入到饱经战争创伤的铁路网的恢复运营和解放初期的新线建设，编制并参与实施了新中国铁路科技发展规划，围绕经济恢复时期的铁路事业开展了大量卓有成效的工作。

六十年代，铁科院积极响应党中央“向科学进军”的伟大号召，着力加强科研能力建设，广泛拓展铁路科研领域，全力开展西南三线建设等技术攻关，极大地推动了我国铁路科技的进步。

七十年代，铁科院克服重重困难，顽强地完成了援坦赞铁路、核爆炸、导弹试验等科技攻关和试验任务。

党的十一届三中全会后，铁科院围绕“以科研为中心，加强科研管理，建立科研工作正常秩序”的工作方针，迅速建立了科研工作正常秩序，科研工作得到恢复和振兴。八十年代中期，铁科院开始进行科技体制改革。通过领导体制和经营机制改革，极大地调动了科技人员的积极性，进一步激发了发展活力。在八十年代，铁科院完成了以大秦铁路、衡广铁路为代表的铁路急需的重大科研攻关任务；在九十年代，完成了全路客票计算机发售与预订系统、京沪高速铁路总体技术和关键技术、京九铁路建设配套工程等重大科技攻关任务，以丰硕的科研成果为铁路建设运输提供了技术保障。

进入21世纪，根据国家科研机构管理体制改革要求，铁科院按照铁道部“一年改企，两年建制，三年规范”的总体要求，全面推进管理改革，建立了基本的企业管理制度和运行机制，顺利实现事业体制向企业体制的转变，发展能力得到进一步提升。2002年，铁道部科学研究院由事业单位转制成科技型企业。2007年，铁道科学研究院冠名“中国”，正式更名为中国铁道科学研究院。铁科院围绕高速铁路关键装备、综合检测和试验技术等方面开展技术攻关，有力支撑起中国高速铁路的快速发展。行业服务和成果转化实现相互促进，高新技术企业蓬勃发展，产业化基地破土而出，一大批新技术、新产品、新成果得到推广应用，推动铁科院实现持续健康发展。

党的十八大以来，铁科院加快管理体制改革的步伐。2018年3月5日，铁科院全面完成公司制改制，成立乐动平台官网，发展成为拥有近9000名职工，学科和专业覆盖轨道交通机车车辆、工务工程、通信信号、信息化、金属化学、节能环保、劳动卫生、运输经济、安全保障等主要技术领域的大型高科技企业集团。跨入新的历史时期，按照国铁集团党组的部署，铁科院集团公司奋勇担当中国铁路战略科技力量的职责使命，全面落实“充分发挥领军、骨干、尖兵、平台作用”的工作要求，为中国铁路高质量发展提供强有力的科技支撑。