1950年3月，鐵道部唐山鐵道技術(shù)研究所遷入北京，所屬的土木研究組由原在北京和由大連遷京的專業(yè)人員組成，并逐步擴(kuò)建成為6個專業(yè)研究組，成為鐵建所的前身。

1958年1月，鐵建所正式成立，設(shè)有鐵路設(shè)計(jì)、線路、橋梁、路基土工、混凝土、隧道、水工水文、木材、養(yǎng)路機(jī)械化、爆破、抗震和防護(hù)工程等12個研究室，建成各類實(shí)驗(yàn)室10個，其中5個具有當(dāng)時國內(nèi)一流水平。全所由早期的數(shù)十人增至400余人，成為專業(yè)齊全、設(shè)備配套、技術(shù)力量雄厚，與鐵路建設(shè)和運(yùn)營聯(lián)系密切，在路內(nèi)、外頗具影響力的專業(yè)研究所。

1985年1月，按照鐵科院統(tǒng)一部署，鐵建所開始科技體制改革，其后幾年，先后組建了爆破公司、路通公司、鐵鋒公司和深圳辦事處等技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)體。1987年籌建的鐵建所深圳辦事處，是鐵科院深圳分院前身。

2002年4月，隨著鐵科院轉(zhuǎn)企改制，鐵建所由事業(yè)單位轉(zhuǎn)制為院屬二級科技型企業(yè)。搭建產(chǎn)業(yè)標(biāo)桿，加速成果轉(zhuǎn)化，在大量科技創(chuàng)新成果的基礎(chǔ)上，鐵建所逐步走出一條產(chǎn)業(yè)化和工程化的道路。

2004年10月，成立鐵科檢測有限公司，是從事建設(shè)工程檢測、監(jiān)測、評估和技術(shù)研究的高新技術(shù)企業(yè)，業(yè)務(wù)范圍涉及鐵路、公路、市政、軌道交通各大領(lǐng)域，包括路基、橋梁及結(jié)構(gòu)、隧道、軌道、工程材料、爆破振動、地質(zhì)災(zāi)害等工程檢（監(jiān)）測、評估、加固設(shè)計(jì)與咨詢等。

2006年10月，組建北京鐵科首鋼軌道技術(shù)股份有限公司，形成了鐵路工務(wù)核心配件產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化平臺，為客戶提供成套的解決方案。產(chǎn)品主要包括扣件系統(tǒng)、橋梁支座、高分子材料、鐵路無砟軌道板用預(yù)應(yīng)力鋼絲、系列復(fù)合材料產(chǎn)品、鐵路隧道新型塑料防排水板及自粘式橡膠止水帶等。

2015年6月，控股重組鐵科（北京）軌道裝備技術(shù)有限公司，具有世界道岔行業(yè)最長的單體加工車間（680米）和先進(jìn)的生產(chǎn)裝備，主要開展道岔產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化工作，從事普速、提速、高速、重載及城市軌道等全系列道岔的研發(fā)和規(guī)?；a(chǎn)；具有包括高速鐵路在內(nèi)的全系列道岔產(chǎn)品生產(chǎn)資質(zhì)。

2016年3月，組建北京鐵科特種工程技術(shù)有限公司，是我國鐵路工務(wù)和土木工程領(lǐng)域設(shè)計(jì)施工一體化的高新技術(shù)型企業(yè)，主要從事鐵路工務(wù)工程監(jiān)測評估咨詢、設(shè)計(jì)、施工、評估驗(yàn)收一站式服務(wù)，擁有高速鐵路、重載鐵路和普速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的特種工程施工成套技術(shù)。

2019年6月， 2#科研業(yè)務(wù)用房竣工并投入使用，鐵建所搬入新辦公樓，工作環(huán)境大幅提升。