太原铁路局管辖南北同蒲、大秦、大西、太中银、京包、京原、石太、太焦、侯月、侯西、迁曹等十大干线和宁苛、太古岚等10条支线，石太线从太原北至赛鱼与北京铁路局分界；南同蒲线从太原至港口与西安铁路局分界，侯西线从侯马至下峪口与西安铁路局分界；侯月线从侯马至嘉峰与郑州铁路局分界，太焦线从修文至夏店与郑州铁路局分界；北同蒲线从太原到管内大同，京原线从原平至大涧与北京铁路局分界；京包线从大同至古店与呼和浩特铁路局分界；从大同至柴沟堡与北京铁路局分界，大秦线从韩家岭至秦皇岛与北京铁路局分界；太中银线从吴堡与西安铁路局分界。
2005年，铁道部将全国15个铁路分局所下辖的41个铁路分局全部裁撤。经铁道部批准，2005年3月18日0时起，将原北京铁路局下辖的太原铁路分局、临汾铁路分局、大同铁路分局合并成立新的太原铁路局。
太原铁路局机关设在太原市建设北路185号，邮政编码030013。
