中铁上海工程局集团有限公司于2010年12月30日正式挂牌成立，由原中国中铁股份有限公司上海分公司，中铁三局华海公司，中铁四局六公司、市政分公司整体重组而成，是中国中铁股份有限公司实施战略重组，在上海整体重组成立的一家大型综合性建筑企业集团。

2011年，中铁上海工程局集团有限公司成立之初，在原有一公司、市政公司、华海公司基础上分别在上海闸北、安徽合肥成立了二公司、三分公司；2012年5月，为进一步深化企业内部改革，加快组织结构、产品结构、队伍结构调整，增加市场竞争主体，提升企业综合实力，分别在天津、广西南宁、云南昆明、上海宝山设立了四分公司、五分公司、六分公司、城市轨道交通工程分公司；2013年12月，中铁上海工程局有限公司正式更名为“中铁上海工程局集团有限公司”。在第三、五、六分公司的基础上分别成立了中铁上海工程局集团第三工程有限公司、第五工程有限公司和第六工程有限公司，新设立中铁上海工程局集团建筑工程有限公司。同年8月，为进一步推进全公司物资集约化管理，提高物资管理的效益效率和物资保障能力，有效降低物资采购成本，同时逐步开展物流贸易，扩大企业规模，提高企业影响力，在上海闸北设立了物资工贸有限公司；2014年7月，公司新设立中铁上海工程局集团有限公司第七分公司，在第四分公司基础上成立中铁上海工程局集团第四工程有限公司。同年7月，中国中铁股份有限公司决定将中铁九局集团第一工程有限公司整体划入中铁上海工程局。为加快企业重组进程，理顺关系，将“中铁九局集团第一工程有限公司”更名为“中铁上海工程局集团北方工程有限公司”；2015年4月，为进一步突出专业特色，优化产品结构，在辽宁锦州设立钢结构工程分公司。

中铁上海工程局集团有限公司下设11个全资子公司、3个分公司、5个区域经营指挥部、11个办事处。