1894年4月11日，中國第一個橋梁制造工廠——山海關造橋廠正式誕生。此后，以山海關造橋廠為骨干的中國中鐵早期隊伍成為中國民族工業的先行者和鐵路建設的開拓者，開啟了中國鐵路建設事業的先河。在中國中鐵一百多年的歷史源流中，還有一大批像中鐵山橋一樣的企業和鐵路建設隊伍，不斷為中國早期民族工業和鐵路建設做出貢獻，并伴隨著歷史的演進，陸續發展成為中國中鐵的主體力量，匯集成為中國鐵路建設和基礎設施建設的中流砥柱。
山海關造橋廠成立后，又參與了京榆鐵路的建設。1898年10月，參建的京榆鐵路延伸至奉天（今沈陽），改稱關內外鐵路，1907年8月改稱京奉鐵路，1912年京奉鐵路全線通車。山海關造橋廠從1905年9月開始，參與了由詹天佑主持、中國人第一條自行設計施工的鐵路——京張鐵路的建設，為京張鐵路制造了全線鋼橋。京張鐵路于1909年10月2日通車。這一期間，山海關造橋廠開始探索生產道岔轍尖等產品，1912年制造出中國第一組鐵路道岔。
特別值得一提的是，中國中鐵早期的產業工人還在黨的歷史和工人運動史上寫下了光輝的一頁。1921年，中國共產黨“一大”召開后，黨中央先后派楊寶昆、鄧中夏、王盡美等同志到山海關鐵工廠領導工人運動，其中，王盡美以鐵工廠工人身份于1922年9月建立了黨小組。1922年10月4日至12日，組織了震驚中外的京奉鐵路工人第一次大罷工，并取得重要勝利。
20世紀30年代，修建成渝鐵路時的成渝鐵路工程局，新中國成立后改組為西南鐵路工程局，是中國中鐵所屬的中鐵二局、中鐵五局的前身；20世紀40年代修建寶天、天蘭鐵路時的隴海鐵路局寶天工程段，新中國成立后，改組為西北鐵路干線工程局，是中國中鐵所屬的中鐵一局的前身；解放戰爭初期成立的東北鐵道工程總隊是中國中鐵所屬的中鐵三局、中鐵四局的前身。這些中國鐵路建設的開拓者，為中國早期鐵路建設作出了重要貢獻。新中國成立前夕，中國人民解放軍第一野戰軍、第二野戰軍、第四野戰軍、華北野戰軍等上萬名官兵加入了鐵路建設大軍，接管了已有鐵路管理人員和施工隊伍，組建成為新中國的鐵路建設隊伍，成為中國中鐵的骨干力量。
1950年，新中國剛剛成立，百廢待興。國家為了打通西南交通要道，黨中央批準修建新中國成立后第一條鐵路——成渝鐵路。1950年6月，在成渝鐵路開工典禮上，鄧小平、賀龍等老一輩革命家授予中國中鐵建設者“開路先鋒”旗幟。經過2萬多名建設者連續兩年的艱苦奮斗，成渝鐵路于1952年7月1日正式通車。毛澤東主席親筆題詞“慶賀成渝鐵路通車，繼續努力修筑天成路”。
1950年3月，中華人民共和國鐵道部工程總局和設計總局成立，1958年合并為鐵道部基本建設總局，1989年7月1日成立中國鐵路工程總公司，2000年9月26日與鐵道部實行政企分開，2003年5月后隸屬于國務院國有資產監督管理委員會管理，2007年9月12日中國鐵路工程總公司獨家發起設立中國中鐵股份有限公司，2007年12月3日和12月7日，中國中鐵分別在上海證券交易所和香港聯合交易所成功上市。2017年12月由全民所有制企業改制為國有獨資公司，更名為中國鐵路工程集團有限公司。
120多年的歷史長河中，特別是新中國成立以來，中國中鐵及全公司廣大員工逢山開路、遇水架橋、南征北戰、風餐露宿，歷經滄桑變遷，擔當民族脊梁。先后修建了成渝鐵路、成昆鐵路、寶成鐵路、京九鐵路、青藏鐵路、京津城際、武廣高鐵、京滬高鐵、哈大客專等百余條鐵路干線。同時，還建設了北京地鐵、天津地鐵、武漢長江大橋、南京長江大橋、秦嶺隧道、大瑤山隧道、京珠高速公路、連霍高速公路、北京站、北京南站、坦贊鐵路等一大批創造歷史、開啟未來的精品工程，推動和見證了中國鐵路建設和基礎設施建設事業從無到有、從小到大、從弱到強。
1898年制造的鋼絎梁
十九世紀一二十年代的工友合影
十九世紀初的廠房
十九世紀二三十年代道岔廠房
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