Tháng 5/1890 thực dân Pháp làm đoạn đường sắt Bắc Giang- Lạng Sơn đến tháng 12/1894 hoàn thành. Năm 1896 chúng cho kéo dài lên phía Bắc tới biên giới Việt Trung, về phía Nam mở rộng tới Gia Lâm. Ngày 1/10/1900 khai thác đoạn Gia Lâm - Bắc Giang (40km) và Lạng Sơn - Đồng Đăng (19m).Do bắc xong cầu Long Biên (khi đó gọi là cầu Đu-me) nên ngày 8/4//1902 khai thác đường Hà Nội- Đồng Đăng (163 km). Ngày 1/1/1908, khai thác đoạn Đồng Đăng- Biên giới Việt Trung dài 4km. Đây cũng là ngày hoàn thành tuyến xe lửa Hà Nội- Biên giới Việt Trung dài 167km.
Nhà máy xe lửa Gia Lâm được xây dựng năm 1900 ở phía dưới khu ga Gia Lâm là nhà máy xe lửa đầu tiên ở Hà Nội. Trong những năm thập niên 10 và 20 của thế kỷ XX, chung quanh nhà máy có nhiều bãi đất trống, các ngôi nhà dùng làm phân xưởng được xây dựng gần con đường cái đi Bắc Ninh đều có tường cao, mái lợp kính, chung quanh nhà máy có tường xây bao bọc.
Có hai đường ray nối các phân xưởng với khu nhà ga, hai ngôi nhà gác lợp ngói dành cho kỹ sư và đốc công người Pháp. Nhà máy xe lửa Gia Lâm bao gồm những phân xưởng: rèn, tiện, nguội, mộc. Nhà máy chuyên sửa chữa những chỗ hỏng nhẹ của đầu máy, tu sửa những toa xe khách và xe hàng.
Việc sửa chữa toa xe là chính, còn rất ít khi đóng khung toa xe mới. Từ những năm 1920-1930, nhà máy được mở rộng thêm, ngoài việc sửa chữa đầu máy hơi nước còn sửa chữa thêm đầu máy diezen. Từ năm 1936-1937 trở đi, nhà máy xe lửa Gia Lâm có thêm nhiều công nhân có tay nghề cao là những người đã tốt nghiệp trường kỹ nghệ thực hành Hà Nội.
Sau năm 1954, do nhu cầu về giao thông đường sắt ngày càng phát triển, nhà máy được nhiều lần mở rộng thêm (có sự giúp đỡ của nước ngoài). Trong thời kỳ chiến tranh phá hoại miền Bắc của đế quốc Mỹ, nhà máy gần như bị phá huỷ hoàn toàn. Sau năm 1972 nhà máy được xây dựng lại và tiếp tục trên con đường phát triển cho tới ngày nay.
Đáng buồn là tác giả bài viết này trên báo việt báo. vn đã không đủ kiến thức để nhận ra đâu là tàu điện, đâu là tàu hỏa. khi nhận xét "Xe lửa Hà Nội những năm chiến tranh" bức ảnh sau