是由原北京铁路局作为主发起人，与大唐国际发电股份有限公司、中国华能集团公司、大同煤矿集团有限责任公司、中国中煤能源集团公司、秦皇岛港务集团有限公司、同方投资有限公司共同出资，对原大同铁路分局资产重组、运输主业整体改组创建，公司于2004年10月26日创立，10月28日在国家工商总局注册，是中国第一家以路网核心主干线为公司主体的股份公司。2005年3月18日，铁道部实行铁路局直管站段改革，公司的控股股东由北京铁路局变更为太原铁路局。公司法定代表人现为杨绍清先生。

公司管辖京包、北同蒲、大秦三条铁路干线，口泉、云冈、宁岢、平朔四条支线。衔接神朔、大准、宁静、蓟港四条地方铁路，区跨山西、河北、北京、天津两省两市。线路总营业里程1157.3KM，总延展长度3185.87KM。公司下设车务、机务、车辆、供电、电务、工务等基层单位。截至2006年3月末，公司职工总数40728人。大秦铁路股份有限公司被巴菲特杂志、世界企业竞争力实验室、世界经济学人周刊联合评为2010年（第七届）中国上市公司100强，排名第60位。