1949年1月10日，军委铁道部成立，接手的是民国时期中国铁路“分线管理”的体制。这种体制源自民国时期的中国铁路营业里程少、线路标准不一致、军阀区域割据等原因。伴随着解放战争的隆隆炮声，为适应后方经济快速恢复和前线军备物资快速运输的需求，军委铁道部按照“边恢复、边建设、边运营”的方针，对既有铁路进行了全面的修复，形成了相对完整的铁路网，此时，旧的“分线管理”体制已经不能适应铁路管理的需求。

在借鉴苏联铁路分级管理模式的思路指导下，军委铁道部建立了对全国铁路实行“集中领导”和“分级管理”相统一的“分区管理制”，在已设东北铁路总局所辖的5个铁路管理局的基础上，又相继在山海关内设立了平津、郑州、济南、太原、衡阳6个铁路管理局，各铁路管理局下再设若干铁路分局和办事处，直接领导站段。

通过随后几年的调整和完善，到1956年，铁路已基本形成了铁道部-铁路局-铁路分局-站段四级管理体制。

在这之后，虽然又经过了1958年、1961~1965年、1983~1986年三次较大规模的铁路局、铁路分局管理体制的调整，使得铁路局和铁路分局在数量上有增有减，在体制上分分合合，但铁道部-铁路局-铁路分局-铁路站段四级管理模式基本没有改变。

应该说，铁路历史上形成的四级管理体制，在铁路半个世纪的行程中发挥了它应有的历史作用，对铁路的发展起到了一定的积极作用。但是，原有四级体制下，铁路局、铁路分局两级法人以同一种方式经营同一种资产的生产关系已经不再适应市场经济体制，造成铁路资源浪费大、管理效率低、运营成本高、人员冗余等弊端，限制和阻碍了铁路运输生产力的发展。

在这种历史条件下，撤销铁路分局，实行铁路局直接管辖站段的体制呼之欲出，这个改革方案的制定，是以解决铁路局、铁路分局两级法人以同一方式经营同一资产的问题为重心，立足于建立铁路生产关系，不断适应铁路运输生产力发展需要的机制。

2005年3月18日，铁道部正式宣布:“为适应铁路改革发展新形势的需要，经部党组研究，国务院同意，决定撤销铁路分局，实行铁路局直接管理站段的体制。”撤销当时设有的43个铁路分局（含公司、临管处），全路共设18个铁路局（公司）直接管理站段，并在大多数原分局所在地设立作为铁路局派出机构的办事处，从而形成由铁道部-铁路局-基层站段三级组成的管理体制。

从2005年3月18日18时起，7天的时间内，完成了41个铁路分局行车调度的切割，由铁路局调度对运行在7.5万公里线路上的13000多台机车、50多万辆货车、40多万辆客车直接指挥行车，确保了运输生产秩序和安全行车；又在11天时间内，完成了2万多名干部的调动、调整和安排。

2012年，铁道部进一步规范了铁路办事处的设置，除保留北京和徐州办事处外，对铁路局所在地和非省会（直辖市）的铁路办事处予以撤销。

2013年，铁道部撤销，中国铁路总公司、国家铁路集团公司又先后成立，仍然继续维持国铁集团-铁路局-基层站段三级管理层次，直到现在。