中国铁道博物馆

16500平方米的机车车辆陈列厅于2002年11月2日正式对外展出。厅内的8条展示线展示了中国铁路不同历

史时期不同的机车车辆近60台，其规模之大居国内首位。其中有中国现存最早的蒸汽机车，有以革命领袖的名字命名的机车，有旧中国使用的多种外国机车，有新中国成立后自行设计制造的中国第一代内燃和电力机车，有老式的铁路专用客车，有国家领导人乘坐的专列，还有不同种类的铁路硬坐车、卧车、餐车、行李及货车。最具特色的是由30台具有珍贵文物价值的蒸汽机车组成的庞大阵群。著名的“零号机车”、“毛泽东号”和“朱德号”机车，分别代表了不同历史意义和革命纪念意义。JF型、KD7型、SN型、SL型、KF型等各种型号机车，形象的展示着百年铁路风云画卷中牵引动力的历史轨迹。新中国成立后设计制造的胜利、建设、人民、前进等型机车，则精心收藏了每种型号的首台机车。这些展品充分反映了中国铁路发展的光辉历程，是中国铁路从无到有，从落后到现代发展的历史见证。
铁道博物馆综合展厅主体建筑已建成，展示一百多年的铁路发展的历史。
在中国铁路跨越式发展的今天，中国铁道博物馆将致力于征集、收藏、展示中国铁道文物，弘扬具有中国特色的铁路产业文化，大力普及铁路科技知识，使之成为中国铁路物质文明和精神文明的窗口。

机车车辆陈列厅

是中国铁道博物馆的重要展厅之一，建筑面积为16500平方米，展厅内设有不同道床结构和不同轨枕形式的8条展示线路，可以同时展示80-90台(辆) 机车车辆。
目前展厅内展出了50多台经过整修的机车车辆，其制造年代跨度从1881年到1993年。其中蒸汽机车28台，内燃机车8台，电力机车1台，客车7辆，货车9辆。它们当中既有堪称镇馆之宝的中国现存最早的机车——0号蒸汽机车，还有以伟人名字命名的“毛泽东”号和“朱德”号等功勋机车，也有英、美、日、俄、比利时等国不同时期制造的多种型号的蒸汽机车。内燃机车中有中国制造的第一代“东风”型电传动干线货运机车，中国制造的第一代“韶山”型电力机车等。在这里还可以看到多种客货车辆，有老式的专用客车；有国家领导人的公务车；还有不同种类的铁路座车、卧车、餐车、行李车及不同用途的多种铁路货车等。中国铁道博物馆机车车辆陈列厅展出的文物展品，是中国铁路牵引动力发展变化的缩影，是中国铁路从落后到现代化的历史见证。
展厅中每台机车配有中英文对照的文字说明牌，简略介绍了该车的型号、轴式排列、全长、速度、制造国家、制造年代等。
机车车辆陈列厅设有先进的安防监控系统、消防灭火系统以及音响照明系统。
机车车辆陈列厅还向观众提供语音导览服务。

综合展厅

综合展厅的建筑面积为4000平方米，分为展示区和功能区，展示区包括序厅和展览厅，将展出以中国铁路发展历史为主要内容的文字、照片、图表、实物、模型等文物展品。功能区设有多功能厅、来宾接待室、工作人员休息室、安防监控室等。

专题展厅

拟建的铁路专题展厅面积约7000平方米，规划展出铁路及相关专业的专题展览，致力于推介铁路最新科技成果，宣传铁路跨越式发展，为当代铁路的现代化建设服务。

KD55 型579号窄轨蒸汽机车是1921年由日本川崎车辆株式会社制造的轨距为1米的窄轨客货两用机车，和其它这种轴式机型系列一样，又称“团结式”。机车型号：KD55 579; 轴式排列：1—4—0全长：16.56米设计速度：50公里/小时; 制造国家：日本 制造年代：1921年

JF51型 738号窄轨蒸汽机车是1913年由法国制造的轨距为1米的侧水柜型窄轨机车和其它“解放”型系列一样，又称“天皇式”。这台法国制造的米轨机车原属昆河铁路，在昆明—河口线上运营，1990年取消该机型。机车型号：解放51型738（曾称ㄇㄎ51型） 轴式排列：1—4—1 全长：11.55米; 设计速度：55公里/小时; 制造国家：法国; 制造年代：1913年

 PL9 型146号蒸汽机车是1922年比利时制造的挂有3轴煤水车的中型机车，又称“草原式”。建国前广泛用于干线货物运输。机车型号： PL9型146（曾称ㄆㄌ9型 轴式排列：1—3—1全长：19.42米; 设计速度：80公里/小时; 制造国家：比利时; 制造年代：1922年

在人类近现代社会发展中，铁路和火车曾经是先进生产力和现代文明的象征。中国铁路已有120多年的历史。铁路机车车辆，特别是作为运输牵引动力的铁路机车，其发展演变的过程不仅折射出我们国家和民族的兴衰荣辱，也凝聚了几代铁路人为之奋斗的拼搏精神。
旧中国时期，铁路机车基本是舶来品，且类型繁杂。1949年底统计存世的4000余台蒸汽机车，型号就多达200多种。新中国成立后，机车车辆工业在一片废墟上发展进来。1952年开始仿造蒸汽机车，1956年我国开始自行设计新型蒸汽机车，1958年开始试制内燃和电力机车及新型客、货车辆。1988年12月21日，我国停止干线蒸汽机车的生产，标志着铁路牵引动力已经跃入以内燃和电力为主的新阶段。到目前为止，中国铁路已经形成了造修并举、系统配套、专业定点、产研结合的运输装备制造体系。
陈列馆收藏陈列的展品，都是曾在中国铁路上使用过，并且在各历史阶段具有不同代表性的珍贵机车车辆。

中国产火车

“毛泽东号”蒸汽机车。1941年日本制造，型号：JF1-304，轴式排列1-4-1，全长23.75米，构造速度每小时80公里，牵引力24030公斤。1946年10经中央东北局批准在哈尔滨机务段命名，1977年1月从北京铁路局丰台机务段退役。	朱德号”蒸汽机车。1942年日本制造，型号：JF1-1191，轴式排列1-4-1，全长21.91米，构造速度每小时80公里，牵引力24030公斤。1946年10命名朱德号的机车还不是这台，1947年更换为这台。1977年12月从哈尔滨铁路局哈尔滨机务段退役。	“国庆号”蒸汽机车。型号：JF1-2101，轴式排列1-4-1，全长21.91米，构造速度每小时70公里，牵引力24030公斤。这是四方机车车辆厂为庆祝中华人民共和国成立一周年，于1950年9月修复组装的一台日本蒸汽机车。	前进101号蒸汽机车。轴式排列1-5-1，全长26.02米，构造速度每小时80公里，牵引力33290公斤。这是大同机车车辆厂于1964制造的中国第一台经过重大技术改进的干线货运机车。

世界各国火车

这是前苏联在1931年生产的大型货运蒸汽机车。轴式排列1-5-1，全长29.07米，构造速度每小时85公里，牵引力34010公斤。	这是美国1929年制造的窄轨客货两用机车，曾用于云南铁路的列车牵引。它的全长为14.85米，构造速度每小时45公里，牵引力6691公斤。	这是日本1921年制造的轨距1米的窄轨客货两用机车，曾用于滇越（昆明-河口）铁路的列车牵引。它的全长为16.56米，构造速度每小时50公里，牵引力16370公斤。	美国1947年制造的客货两用机车，是二次大战后联合国救济总署为中国战后恢复经济而无偿援助的。它的全长为20.37米，构造速度每小时90公里，牵引力23200公斤。