铁道部拆分出的主要单位可分为两个阶段，共涉及至少7家核心企业及行政机构。具体拆分情况如下：
2000年起，铁道部基于政企分开思路启动拆分，主要涉及工业制造与工程建设领域：
中国铁路机车车辆工业总公司拆分2000年9月，原铁道部直属的机车车辆工业总公司被拆分为中国南方机车车辆工业集团公司（南车）和中国北方机车车辆工业集团公司（北车），负责铁路装备制造。2015年，南北车重组整合为中国中车股份有限公司，成为全球规模最大的轨道交通装备供应商。
中国铁路工程总公司改制原铁道部直属的工程总承包企业中国铁路工程总公司与铁道部实行政企分开，移交中央大型企业工作委员会管理。2017年，该公司更名为中国铁路工程集团有限公司（中国中铁），业务涵盖基建建设、勘察设计等，旗下拥有多家上市公司。
中国铁道建筑总公司改制原铁道部直属的另一家工程企业中国铁道建筑总公司脱离铁道部，移交中央企业工委管理。其后续发展为中国铁道建筑集团有限公司（中国铁建），主营业务包括工程承包、勘察设计等，与“中国中铁”并称铁路建设领域两大央企。
2013年3月10日，国务院机构改革方案通过，铁道部被正式撤销，职能拆分为行政监管与企业运营两部分：
国家铁路局成立作为交通运输部管理的国家局，国家铁路局承接原铁道部的行政监管职能，负责拟订铁路技术标准、监督管理铁路安全生产等，强化了政府对铁路行业的宏观管理。
中国国家铁路集团有限公司组建原铁道部的企业职能由中国国家铁路集团有限公司（国铁集团）承接，负责国家铁路客货运输经营管理、铁路建设等，成为全球最大铁路运营企业，资产规模超8万亿元。
补充说明：
