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2013年3月17日，中國鐵路總公司正式掛牌成立。辦公地點仍為原鐵道部辦公地點北京市復興路10號院內。由于未找到合適的辦公地點，國家鐵路局成立后一段時間以來仍然在原鐵道部內辦公。
2013年年中，國家鐵路局最終確定了辦公地點為距離中國鐵路總公司只有700余米的復興路6號—北京鐵路局院內的北京鐵路局1號樓。據了解，北京鐵路局1號樓為一棟十幾層的辦公大樓，北京局的局長、副局長等均在里面辦公。
國家鐵路局辦公地點確定后，2013年6月中旬，北京鐵路局的工作人員就開始了辦公室的搬家工作。同時，該局的職工食堂也歸國家鐵路局使用。
辦公地點確定后，國家鐵路局并沒有馬上搬家也未掛牌，直到2014年年初才開始陸續喬遷新居。
目前，國家鐵路局辦公地和北京鐵路局用欄桿隔開，但和北京鐵路局共同出入一個大門，有保安和工作人員值班，原1號樓門口擺放了兩只戴大紅花的石獅子。普通市民從院外是看不到國家鐵路局的大門的，今后國家鐵路局是否會另開大門以及何時掛牌還不得而知。
1949年1月，中國人民革命軍事委員會鐵道部（“軍委鐵道部”）成立；
1949年10月1日，中華人民共和國成立后，軍委鐵道部改組為中央人民政府鐵道部，受中央人民政府政務院領導，作為國家政府機構對全國鐵路實行歸口管理。
1954年9月20日，中央人民政府政務院改為中華人民共和國國務院，中央人民政府鐵道部改為中華人民共和國鐵道部；
1967年6月，鐵路由鐵道部軍事管制委員會領導；
1970年7月，鐵道部與交通部、郵電部所屬郵政部分合并，成立新的交通部；
1975年1月，鐵道、交通兩部分設（郵電部分已于1974年6月劃出），恢復成立鐵道部。
1994年，國務院辦公廳印發的《鐵道部職能配置、內設機構和人員編制方案》（國辦發〔1994〕16號）中明確指出：鐵道部兼負政府和企業雙重職能。
1998年機構改革時，國務院辦公廳印發的《鐵道部職能配置、內設機構和人員編制規定》（國辦發〔1998〕85號）中指出：鐵道部實行政企分開，根據行業特點和當前實際，通過改革界定政府管理職能、社會管理職能、企業管理職能并逐步分離。
2008年3月，根據《國務院關于機構設置通知》（國發〔2008〕11號），經第十一屆全國人民代表大會審議批準的國務院機構改革方案中確定保留鐵道部。
2009年3月2日，國務院辦公廳印發《鐵道部主要職責、內設機構和人員編制規定》（國辦發〔2009〕19號）。鐵道部擔負國家鐵路建設和經營的職能，承擔國家鐵路資本保值增值的責任。
2013年3月10日披露的中國國務院機構改革和職能轉變方案表明，新一輪國務院機構改革即將啟動，實行鐵路政企分開。將鐵道部擬定鐵路發展規劃和政策的行政職責劃入交通運輸部；組建國家鐵路局，由交通運輸部管理，承擔鐵道部的其他行政職責；組建中國鐵路總公司，承擔鐵道部的企業職責；不再保留鐵道部。
2013年3月26日——陸東福當選交通運輸部副部長、黨組成員，國家鐵路局局長。
2013年4月27日——任命陳蘭華、傅選義、朱望瑜為國家鐵路局副局長。
2013年5月7日——鐘華同志擔任國家鐵路局黨組成員、駐局紀檢組組長。
2014年1月6日上午，國家鐵路局官方網站nra正式開通。
2014年1月，國家鐵路局喬遷新居，搬入地點是北京市復興路6號院內的原北京鐵路局1號樓。
沈陽鐵路監督管理局
上海鐵路監督管理局
廣州鐵路監督管理局
成都鐵路監督管理局
武漢鐵路監督管理局
西安鐵路監督管理局
蘭州鐵路監督管理局
負責轄區內鐵路監督管理工作，行政編制350名，領導職數按1正2副配備。
國家鐵路局是2013年鐵路政企分開改革后新組建的國務院鐵路行業監管部門。2013年3月19日，中央決定陸東福同志任交通運輸部副部長、黨組成員，國家鐵路局黨組書記、局長；2013年4月9日，中央任命國家鐵路局其他黨組成員，籌建工作逐步展開;2013年7月11日，原鐵道部機關公務員完成分流，局機關召開*次干部大會，開始邊組建、邊履職;2013年12月28日，局機關遷入新址辦公。
調整方案2013年3月14日第十二屆全國人民代表大會*次會議通過關于國務院機構改革和職能轉變方案的決定，方案提出，將鐵道部擬訂鐵路發展規劃和政策的行政職責劃入交通運輸部。交通運輸部統籌規劃鐵路、公路、水路、民航發展，加快推進綜合交通運輸體系建設。組建國家鐵路局，由交通運輸部管理，承擔鐵道部的其他行政職責，負責擬訂鐵路技術標準，監督管理鐵路安全生產、運輸服務質量和鐵路工程質量等。組建中國鐵路總公司，承擔鐵道部的企業職責，負責鐵路運輸統一調度指揮，經營鐵路客貨運輸業務，承擔專運、特運任務，負責鐵路建設，承擔鐵路安全生產主體責任等。同時，不再保留鐵道部。
綜合司(外事司）
科技與法制司
安全監察司
運輸監督管理司
工程監督管理司
設備監督管理司
人事司
其中，科技與法制司主要負責組織擬訂鐵路技術標準，承擔鐵路技術監督工作;工程監督管理司負責組織擬訂規范鐵路工程建設市場秩序政策措施并監督實施，組織監督鐵路工程質量安全和工程建設招標投標工作。設備監督管理司負責組織監督鐵路設備產品質量安全。國家鐵路局機關行政編制為130名。其中：局長1名、副局長4名，總工程師、安全總監各1名，司局領導職數23名（含機關黨委專職副書記1名）。
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