Công ty Xe lửa Gia Lâm được thành lập từ năm 1905 sau khi thực dân Pháp tiến hành đô hộ nước ta. Tháng 10-1954 công ty trở về tay giai cấp công nhân Việt Nam. Giám đốc đầu tiên sau giải phóng Thủ đô là Anh hùng lao động Ngô Gia Khảm, một trong những người đựợc tuyên dương Anh hùng lao động đầu tiên của nước Việt Nam dân chủ cộng hoà.
Đầu thập niên 70 của thế ký trước, được sự giúp đỡ của Ba Lan, công ty đã xây dựng, cải tạo, mở rộng với công suất đóng mới trên 100 đầu máy và trên 1.000 toa xe một năm.
Tháng 4/1993 thực hiện Nghị định 38/CP của Thủ tướng Chính phủ, nhà máy được thành lập lại theo quyết định số 700/QĐ/TCCB-LĐ ngày 13/4/1993 của Bộ Giao thông vận tải, và trở thành một doanh nghiệp nhà nước hoạt động trong lĩnh vực công nghiệp đường sắt.
Từ đó đến nay, cùng với sự phát triển của đất nước, ngành giao thông vận tải, trên cơ sở đầu tư, đổi mới công nghệ, nghiên cứu khoa học, bồi dưỡng nâng cao trình độ lao động, xây dựng tập thể lao động vững mạnh Công ty Xe lửa Gia Lâm đã liên tục phấn đấu đi lên, sản xuất kinh doanh đã có những bước tăng trưởng vững chắc, phát triển ổn định và liên tục cả về sản lượng và chất lượng sản phẩm.
Công ty là đơn vị xung kích của ngành đường sắt trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học, ứng dụng công nghệ mới và là đơn vị đầu tiên của ngành xây dựng và thực hiện Hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001: 2000.
Đến nay công ty đã đóng mới thành công hàng trăm toa xe khách cao cấp lắp điều hoà không khí, với trang thiết bị nội thất hiện đại, bền và đẹp, với chất lượng và mỹ thuật không thua kém toa xe nhập ngoại.
Năm 2000 công ty đã chế tạo thành công các Toa xe chở khách cho đoàn tàu tốc hành Thế hệ 2 hơn hẳn các toa xe Thế hệ 1 ở 3 mặt: kiểu dáng và tiện nghi hiện đại hơn, sản xuất theo công nghệ mới và đồng bộ, đặc biệt được nội địa hoá khá nhiều các chi tiết của toa xe.
Năm 2001 lần đầu tiên công ty chế tạo thành công Toa xe khách cao cấp 2 tầng với 108 chỗ ngồi phục vụ vận tải hành khách tuyến Hà Nội - Vinh, Hà Nội - Hải phòng và du lịch vòng quanh Thủ đô với chất lượng cao. Công trình tiêu biểu cho sức sáng tạo của tập thể cán bộ công nhân viên ngành đường sắt nói chung và cán bộ công nhân viên Công ty Xe lửa Gia Lâm nói riêng.
Năm 2002 công ty tham gia công trình đóng mới các toa xe cho đoàn tàu tốc hành Bắc Nam 30 giờ E1/2, với chất lượng đạt giải Nhất toàn ngành.
Ngoài ra, công ty còn đầu tư chiều sâu, chế tạo các phụ tùng mà trước đây phải nhập ngoại như van hãm, giá chuyển hướng toa xe khách, giá chuyển hướng toa xe hàng và các loại phụ tùng khác phục vụ cho việc sửa chữa và đóng mới toa xe của nhà máy và của ngành.
Không ngừng vươn lên đón bắt kỹ thuật tiên tiến, năm 2002 công ty đã chế tạo thành công loại giá chuyển hướng cao cấp lò xo không khí-hãm đĩa, theo 2 loại thiết kế: có xà nhún và không có xà nhún. Đặc biệt loại giá chuyển lò xo không khí có xà nhún được chọn cho tất cả các toa xe của đoàn tàu kéo đẩy DMU.
Từ những thành tích trong thi đua sản xuất và khoa học công nghệ. Tổng Công ty đường sắt Việt Nam đã tin tưởng giao cho nhà máy đóng mới 2 đầu kéo động lực và 4 toa xe An của đoàn tàu kéo đẩy DMU, đến ngày 17/5/2003 đã khánh thành bước 1 Đoàn tàu kéo đẩy DMU.
Ngoài ra, công ty còn đẩy mạnh phát triển các sản phẩm phục vụ ngoài ngành như chế tạo toa xe cho Công ty Super phốt phát và hoá chất Lâm Thao, mỏ than Cửa Ông, Vàng Danh, cột điện 500KV, ống áp lực thuỷ điện, đặc biệt chế tạo nồi hơi công nghiệp và dân dụng cung cấp cho thị trường trong nước và xuất khẩu... góp phần tích cực vào sự phát triển chung của nền công nghiệp nước nhà, đóng góp vào sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước theo đường lối Đổi mới của Đảng.
Với những thành tích đạt được kể trên, Công ty Xe lửa Gia Lâm đã được Đảng và Nhà nước tặng thưởng:
- Danh hiệu đơn vị "Anh hùng lực lượng vũ trang nhân dân” năm 2000.
- Huân chương Lao động Hạng Ba năm 1996.
- Huân chương Lao động Hạng Hai năm 2000.
- Cờ "Đơn vị dẫn đầu thi đua của Chính phủ” năm 2001, 2002.
- Cờ "Đơn vị dẫn đầu Khoa học công nghệ” của ngành đường sắt năm 2002.
- Cờ "Đơn vị tiên tiến xuất sắc” về sản xuất kinh doanh của Tổng Công ty đường sắt Việt Nam liên tục trong 10 năm giai đoạn 1993 - 2002.