朝鲜战争爆发后，中国人民解放军铁道兵团于1950年9月转隶中央军委直接领导。同年11月，中国人民解放军铁道兵团部队以中国人民志愿军铁道兵团的名义陆续开赴朝鲜，参加抗美援朝战争，执行[[铁路]]保障任务。1951年1月，中国人民志愿军铁道兵团转隶中国人民志愿军总部领导。1952年8月，正式列为中央军委序列。从开赴[[朝鲜]]至1951年初，中国人民志愿军铁道兵团部队主要执行道路抢修任务，先后修复铁路900多公里。随后，在朝鲜北部1300公里的铁路线上，对以美国为首的“联合国军”的空袭破坏进行了持续的反轰炸斗争，基本上能做到随炸随修，随修随通。从1951年8月开始，“联合国军”实施了长达10个月的以切断中朝人民军队后方供应为目的的“空中封锁交通线战役”，即“绞杀战”。中国人民志愿军铁道部队随即展开了艰苦激烈的反“绞杀战”斗争，并最终粉碎了“联合国军”的空中封锁，保障了[[铁路运输]]，建成了一条“打不烂炸不断的钢铁运输线”，创造了战争史上的奇迹。1953年初，为了做好反“联合国军”登陆的作战准备，中国人民志愿军铁道部队仅用两个多月的时间，紧急抢建了长达129公里的殷（山）龟（城）铁路，相应改善了朝鲜北部的铁路布局，对进一步保证战时运输畅通具有重要意义。1953年7月朝鲜战争停战后，中国人民志愿军铁道部队帮助朝鲜人民开始重建家园，参加朝鲜北部铁路的新建和复旧工程。