国家铁道试验中心始建于1956年，建成于1958年，占地面积2711亩，是我国集铁路机车车辆、铁道建筑、铁道电气化、通信信号、客货运输、特种运输、行车安全、地铁及城轨车辆等多学科的综合性科研试验检验中心。
试验中心拥有亚洲最大的环行试验基地，现有线路61.1公里，由综合试验线、重载试验线、城轨试验线、标定试验线组成。其中，综合试验线含大、小环线，大环线全长9公里，小环线全程8.5公里，最高试验速度220公里/小时，具备车机工电辆各专业综合试验能力；重载试验线全长14.1公里，设计最大轴重35t、最大坡度13‰，最高试验速度110km/h；城轨试验线全长8.6公里，最高试验速度140公里/小时，最小曲线半径300米、最大坡度35‰，基本涵盖实际运营线全部极限工况；标定试验线全长3.8公里，最高试验速度100公里/小时，具备轨道和接触网几何动态检测系统的量值溯源能力。
60多年来，试验中心先后完成了旅客列车扩大编组试验、货物列车万吨牵引试验、广深线准高速试验、客车提速试验、青藏高原铁路客车试验、全路6次大提速试验，以及各型高速列车组调试试验等重大综合试验项目，为我国铁路科研试验、型式试验、认证检测等提供了系统试验环境，为形成我国铁道技术标准体系提供了技术支撑。
目前，试验中心已建成高速铁路系统试验国家工程实验室、国家铁路智能运输系统工程技术研究中心、高速铁路轨道技术国家重点实验室、机车和动车组牵引与控制国家重点实验室等五个国家级实验研究平台；围绕机车车辆、牵引供电、通信信号、工务材料、轨道交通等已建成29个专业试验室。
试验中心自建成以来，为我国铁路机车车辆及零部件提供了全面的试验环境，涉及我国铁路发展历史各阶段里程碑性的创新成果，从建国初期的蒸汽机车系统试验、电力机车，到现代高速列车、各类型动车组、重载货物列车、城轨车辆等，涵盖了各类型机车试验，为铁科院科研试验研究发挥了重要作用。特别是城轨线和标定线建成投入使用后，基础设施水平明显提升，围绕各铁路专业的综合试验能力明显增强，为我国铁路科研试验、型式试验、认证检测等提供了系统试验环境和技术支撑。