中国人民解放军铁道兵的兵力，在不同时期、不同阶段，根据军队编制体制和铁路建设的需要，不断调整变化。
据《当代中国人民解放军》（当代中国出版社）、《中国人民解放军铁道兵简史》（铁道兵善后工作领导小组编）、《铁道兵综述、大事记、表册》（解放军出版社）记载，铁道兵的总兵力和编制规模发展变化如下：
铁道兵的前身，最早可以追溯到东北护路军。1946年6月，为保护铁路交通安全和协助接管铁路的任务，成立东北民主联军铁道司令部，12月改为护路军司令部，辖7个步兵团和1个装甲大队，总兵力6298人。
解放战争中期，大规模的作战行动，迫切需要建立一支铁道保障部队。为此，中共中央东北局于1948年7月5日，在东北人民解放军护路军的基础上，吸收铁路员工1200人为技术骨干，补入二线兵团8500人，组建了人民解放军第一支铁道部队——东北人民解放军铁道纵队（不久改称东北野战军铁道纵队），下辖4个支队，总兵力1.8万人。
东野铁道纵队在修复铁路
1949年5月16日，中央军委命令，将第四野战军铁道纵队改编为铁道兵团，隶属中央军委建制，并将（北）平保（定）筑路工程总队、华北军区铁甲列车总队、军委铁道部机械筑路工程总队等单位调归铁道兵团。至此，铁道兵团共辖5个支队，1个工程处，1个机械筑路工程总队，1个汽车大队，1所干部学校，连同兵团机关和直属分队，总兵力增至3.8 万人。
新华社：铁道兵团正式成立
中国人民解放军铁道兵团纪念章
1950年7月中旬，遵照中央军委的指示，铁道兵团下发整编命令，将所属部队缩编为3个师、1个直属桥梁团、1 个直属汽车团及兵团直属机关。整编后铁道兵团总兵力减至30517人。
抗美援朝战争开始后，铁道兵团各部队先后入朝，至1951年4月，铁道兵团所辖3个师、2个直属团约2万人全部投入朝鲜战场的铁路保障任务。6月，铁道兵团以直属桥梁团为基础组建第四师。铁道兵团领导机关与东北军区运输司令部组成中朝联合铁路运输司令部，统一指挥铁道兵团所属各师、独立团、工程总队及朝鲜人民军所属铁道联队。
抗美援朝时期志愿军铁道兵正在抓紧抢修铁路
为改变朝鲜北部铁路状况，根据中朝两国政府的协定，1952年12 月成立了中朝联合新建铁路指挥局，抽调国内的6个铁道工程师入朝。至此，志愿军在朝鲜的铁道兵部队分为两个系统：中朝联合铁路运输司令部所属的铁道兵团4个师、1个独立团；中朝联合新建铁路指挥局所属的6个铁道工程师。共有10个师、1个独立团，总兵力约11万人。
1953年9月9日，中央军委命令：“志愿军在朝鲜的6个铁道工程师，正式归军委系统，与铁道兵团现有的4个师、1个独立团，统一编为中国人民解放军铁道兵。”1954年3月5日，铁道兵领导机构在北京正式成立。5月13日，铁道兵召开整编会议，根据军委高干会议决定，铁道兵的总定额为8万人。部队按10个师、1个独立团、1所学校、2所文化速成中学编成。
铁道兵施工部队
1959年2月7日，为适应军队建设与修路任务的需要，铁道兵体制、定额做了调整，师由5团制（小团)改为4团制(大团)，增加了营一级编制，编制定额由7500人增至10400人。总定额增至12万人。
铁道兵第五师抢修鹰厦铁路
为了开发东北林业资源，加速我国林业建设，党中央于1962年11月决定扩编铁道兵，补充新兵10万人，承担修建森林铁路、公路紧急任务。根据周总理指示，1963年3至6月，铁道兵部队进行整顿、扩编，仍以11个师为基础扩编，不再组建新师，每师定额由10400人分别增至16667人（四团制）和20363人（五团制），铁道兵总兵力达到21.8万人，增加了将近1倍。
开发大兴安岭的铁道兵第三师战士破冰建桥
1964年10月，为加速西南地区铁路建设和修建北京地铁，铁道兵再次进行了大规模扩编。这次扩编，共补充新兵15.4万人;新组建2个师、3个独立团、12个师属团。由原来的11个师、48个师属团，扩编为13个师、60个师属团和3个独立团。扩编后，铁道兵总定额增至37. 2万人。
襄渝铁路全线接轨庆祝大会
北京地下铁道开工誓师大会
70年代初，随着国家林区和“三线”铁路建设的需要，铁道兵部队再次扩编，到1975年止，铁道兵共辖3个指挥部、15个师、3个独立团、3所学校、1所科研所、1个农场、5个办事处、3所野战医院、9个仓库、15个工厂等单位，总兵力达41.6万人，这是铁道兵鼎盛时期。
1975年12月，遵照国务院、中央军委关于铁道兵担负北京地下铁道施工任务的所属部队改为基建工程兵、交北京市管理的指示，铁道兵将地铁指挥部、第12师、第15师、地铁勘测设计队、159仓库、地铁运营处、地铁机械厂、地铁车辆大修筹建处等8个单位，共5.3万余人及装备、物资器材，于1976年2月底前全部移交给北京市。至此，铁道兵总兵力尚有36万余人。
铁道兵北京地下铁道出入证
中共十一届三中全会以后，国家和军队建设进入新的历史时期。根据中央军委关于精简军队、压缩定额的要求，铁道兵于1980年进行了精简整编，撤销了3个指挥部和独立机械团，将当时的13个师整编为10个师，每个师由5团制缩编为4团制，连队由4排制改为3排制，总兵力减至20万人，压缩了近一半。
1982年决定铁道兵并入铁道部后，年底老兵退伍不再补兵。至1983年10月28日国务院、中央军委正式批复《铁道兵并入铁道部实施方案》时，铁道兵部队总兵力为16.5万人。其中1.7万人移交总后勤部；指挥部机关（原铁道兵领导机关）及所属10个师、2个独立团、工程学院、科学研究所、眉县疗养院,4所医院、6个办事处、5个仓库和9个工厂等单位，共14.8万人，并入铁道部建制领导。
铁道兵改编誓师大会
铁道兵并入铁道部合影留念
