1948年7月，中国人民解放军铁道部成立。
1984年1月，改称铁道部工程指挥部。
1990年8月，中国铁道建筑总公司注册成立。
2000年9月，与铁道部脱钩，整体移交中央企业工委管理。
2003年3月，国务院国资委成立后，归属国务院国资委管理。
2007年11月5日，整体重组改制设立股份有限公司，中国铁建股份有限公司正式挂牌成立。
2014年11月4日，墨西哥通信和交通部宣布，中国铁建股份有限公司(以下简称“中国铁建”)牵头的国际联合体中标墨西哥城至克雷塔罗高速铁路项目。

自20世纪八十年代以来，在工程承包、勘察设计咨询等领域获得了470项国家级奖项。其中，国家科技进步奖63项，国家勘察设计“四优”奖90项，詹天佑土木工程大奖50项，国家优质工程奖180项，中国建筑工程鲁班奖87项，累计拥有专利1740项，获国家级工法180项。
中国铁建承揽并建成了大量具有标志性和代表性的铁路、公路、城市轨道交通及其他工程项目，并获得多项优质工程奖项，其中鲁班奖71项，国家优质工程奖142项，詹天佑土木工程大奖47项，省（直辖市）、部级优质工程奖755项。
截至2007年9月30日，中国铁建先后荣获国家和省部级科技进步奖373项，国家和省部级勘察设计“四优”433项。
基于突出的研发能力，昆明中铁大型养路机械集团有限公司获得国家科技进步奖和国家级新产品奖7项、铁道部和云南省科技进步奖8项，已获得专利证书38项，获得计算机软件著作权5项；研制开发的大型养路机械设备共获得国家级、省部级、省市级先进产品称号共计20余项。2005年度，昆明中铁大型养路机械集团有限公司荣获中国工业报社颁发的“2005年中国工业行业排头兵企业”称号。
中国铁建中铁物资集团有限公司是全国第二家取得铁路用钢轨招标代理资格的企业，是铁道部核准的全国铁路九大类甲供物资供应商，多年拥有并于2006年又获得了商务部等政府主管部门批准的成品油对内批发权。2006年度，被评为中国最具有竞争力物流企业50强，位居第20位。
中国铁建2010年获得中国优秀质量管理小组1个，全国质量信得过班组1个，全国工程建设优秀质量管理小组55个，全国工程建设质量管理小组活动优秀企业2个。公司共承担国家及省部级的在研项目84项。共有170项科技成果通过省部级鉴定、验收和评审，成果达国际领先水平的24项，国际先进水平的59项，国内领先水平的36项，国内先进的14项。2010年度获国家科技进步奖4项，获省部级科技进步奖50项，财政部中央级建筑施工科技研发项目奖2项，中国勘察设计协会行业奖6项，省部级勘察设计“四优”奖49项，詹天佑土木工程大奖7项，受理专利382项，授权专利259项，获第十二届中国专利奖优秀奖一项，省部级工法190项。为整合科技力量，加强了高新技术企业建设，2010年有22家下属公司被认定为高新技术企业，其中2家为国家级高新技术企业。
2012年8月2日，国际米兰官方宣布同中国铁路建设集团达成协议，中国铁建将入主国际米兰成第二大股东，而莫拉蒂家族将继续保有国际米兰的控股权。中国铁建旗下十五局将负责国际米兰新球场的建设，新球场的预期完工时间将是2017年。
2015年3月16日，国家已经开始研究，中铁和中铁建合并计划。
2016年4月30日，亿翰智库发布《2016年1-4月中国典型房企销售业绩排行榜TOP150》，中国铁建以101.2亿销售金额排名第30位。
2018年12月，荣获第八届香港国际金融论坛暨中国证券金紫荆奖改革开放四十周年杰出贡献上市公司。
2016年7月1日，2016上半年中国房地产企业销售TOP100排行榜发布，中国铁建排名23。
2016年7月13日，2016年财富中国500强榜单发布，中国铁建排名第10。
2016年7月20日，2016年财富世界500强出炉，中国铁建排名第62。
2016年8月27日，2016中国企业500强榜单在长沙发布，中国铁建排名第14。
2017年1月3日，2016中国上市公司市值500强公布，中国铁建排名第42。
2017年7月20日，《财富》世界500强排行榜发布，中国铁建排名第55。
北京时间2017年7月31日，财富中文网发布2017年中国500强排行榜，中国铁建以营业收入629327.09百万元，排名9。
2017年9月10日，中国企业联合会、中国企业家协会连续第16次发布“中国企业500强”排行榜，其中，中国铁建以63029681万元营业收入位列第14位。
2017年9月9日，2017亚洲品牌500强榜单发布，中国铁建排名第75。
2018年5月，2018年“外滩·中国品牌创新价值榜（TOP100）”发布，中国铁建排名第19位。
2018年6月，福布斯全球企业2000强榜单发布，中国铁建排名第218。
2018年7月10日，财富中文网发布2018年《财富》中国500强排行榜，中国铁建股份有限公司排名第9位。
2018年7月，2018《财富》世界500强排行榜发布，中国铁建股份有限公司排名第58位。
2018年9月2日，2018年中国企业500强发布，中国铁建股份有限公司排名第14位。
2018年10月11日，福布斯发布2018年全球最佳雇主榜单，中国铁建排名第353位。
2018年12月18日，中国铁建入选2018年度(第十五届)《世界品牌500强》排行榜，排名第360。
2019年7月10日，财富中文网发布2019《财富》中国500强排行榜，中国铁建股份有限公司排名第9。
2019年7月22日，财富中文网发布了世界500强排行榜，中国铁道建筑总公司排名第59。
2019年9月1日，中国企业联合会、中国企业家协会发布2019年中国企业500强榜单，中国铁道建筑集团有限公司排名第14。
2019年12月，中国铁建荣获人民日报中国品牌发展（企业）指数100榜单排名第36位。
2020年1月，英国品牌金融(Brand Finance)发布2020年全球最具价值500大品牌榜，中国铁建排名第151位。
2010年底，企业总资产3502亿元，净资产582亿元，新签合同总额为7472亿元，营业收入4702亿元，实现利税总额228亿元。中国铁建品牌在世界品牌价值实验室（WorldBrandValueLab）编制的2010年度《中国品牌500强》排行榜中排名第96位，品牌价值已达56.43亿元。
2011年8月29日，中国铁建股份有限公司入选中国建筑施工企业联合会评选的中国建筑500强，排名第4位。2011年“全球225家最大承包商”排名第1位。
2012年《财富》“世界500强企业”排名第111位。
2013年《财富》“世界500强企业”排名第100位。
2015年《财富》“中国企业500强”排名第8位。
2016 年5月12日，中国品牌价值500强评审委员会揭晓第十届中国品牌价值500强榜单。中国铁建股份有限公司排名第71。
2020年5月，位列2020福布斯全球企业2000强榜第211。
2020年5月，“2020中国品牌500强”排行榜发布，中国铁建排名第21位。
2020年7月27日，2020年《财富》中国500强排行榜发布，中国铁建股份有限公司排名第8。