2013年3月10日，國務院將鐵道部並入交通部，3月14日，中國鐵路總公司成立。根據十二屆全國人大壹次會議批準的《國務院機構改革和職能轉變方案》，實行鐵路政企分開，鐵道部實際上被壹分為三： 1、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。
2、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。
3、組建中國鐵路總公司，承擔鐵道部的企業職責，負責鐵路運輸統壹調度指揮，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。
2013年3月，中國實行鐵路政企分開，原鐵道部被撤銷，國家鐵路局和中國鐵路總公司掛牌成立。成立之初，中鐵總擁有10360億元註冊資金和20萬億元以上的總資產，在所有央企中獨占鰲頭。
六年後，改制成立的國鐵集團，註冊資本提高到17395億元，以鐵路客貨運輸為主業，實行多元化經營。原中鐵總的債權、債務、品牌、資質證照、知識產權等，均由國鐵集團承繼。
此次中鐵總的更名、改制醞釀已久。按照計劃，鐵路企業的公司制改革本著“先易後難”的原則，按照“非運輸企業—鐵路局—總公司”三步進行：第壹步，對中鐵總所屬非運輸企業進行公司制改革，如中國鐵道科學研究院、《人民鐵道》報社等；第二步，對全國18家鐵路局和3家專業運輸公司的公司制改革，包括中鐵集裝箱運輸有限責任公司、中鐵特貨運輸有限責任公司、中鐵快運股份有限公司；第三步，改革中鐵總的公司制。
按照上述“三步走”的計劃，2017年以來，鐵路系統先後實施了鐵路局公司制改革、鐵路總公司機關內設機構改革、所屬非運輸企業公司制改革、鐵路局集團公司內設機構改革。