1896年5月4日，北洋铁路总局总工程师C·W·Kinder上书清政府，恳请在山海关建立中国第一所铁路学堂。获得了李鸿章的批准，随即开始策划。11月20日，学校正式定名为山海关铁路学堂。
1900年9月30日，山海关炮台被英军占领，学校校舍遭破坏。山海关铁路学堂被迫停办。
1905年5月7日，清政府决定继续开办铁路学堂，并决定学堂从山海关迁往唐山。10月15日，在唐山火车站以西正式建校，占地192.58亩，并定名为“唐山铁路学堂”。
历史照片(4张)
1906年3月27日，学堂除现有“路科”外，又增设“矿科”，学堂由此而改名为“唐山路矿学堂”。
1912年1月19日，学堂改由交通部管辖，并改名为“唐山铁路学校”。1914年8月，学校又奉命更名为“唐山工业专门学校”。
1920年12月15日，国务会议决定将北京邮电学校、北京铁路管理学校、上海工业专门学校、唐山工业专门学校等四所学校合并成立交通大学。1921年5月1日，交通大学正式成立，规定交大总办事处设在北京，并在京、唐、沪三校分设主任。
1921年7月，唐山学校正式定名为“交通大学唐山学校”，1922年9月，学校又奉命更名为“交通部唐山大学”。
1928年2月，奉交通部令，学校又更名为“唐山交通大学”；同年6月28日，交大又奉命定名上海为第一交通大学、唐山为第二交通大学、北平为第三交通大学。8月11日，交通部决定对交通大学进行改组，同时公布了《交通大学组织大纲》，决定将沪、唐、平三校合称“交通大学”，分设上海、唐山、北平三个学院。唐院因此而更名为“交通大学唐山土木工程学院”。
1931年8月1日，铁道部决定唐院正式更名为“国立交通大学唐山工程学院”，并恢复设立“矿冶工程系”。
1933年4月22日，由于日军入关，战事侵扰，唐山学生无法上课，遂决定唐院南迁上海。其后唐院随之转址江西南昌、湖南湘潭、湖南湘乡杨家滩、广西桂林、柳州、贵州平越，并在平越文庙挂起了“交通大学唐山工程学院”的校牌，正式安定复课。
1944年11月，湘桂被日军攻占，平越告急，校方决定学校就地解散，后到重庆集中。
1945年8月6日，教育部指令唐院暑假后迁往甘肃，遂改名为“国立交通大学甘肃分校”。8月15日，日本投降，唐院迁校甘肃之事作罢。
1946年8月23日，学校迁回唐山校园，并奉教育部令更名为“国立唐山工学院”，确定下设建筑工程系、采矿工程系、冶金工程系、土木工程系及矿冶专修科。
1948年12月12日，唐山解放。1949年7月8日，军委铁道部决定：国立唐山工学院、国立北平铁道管理学院、华北交通学院三校合并，组成“中国交通大学”。唐院也就因此更名为“中国交通大学唐山工学院”。
1950年8月，政务院第46次会议决定：中国交通大学改名为北方交通大学，校部设在北京。毛泽东主席亲自题写了“北方交通大学”的校名。唐院定名为“北方交通大学唐山工学院”。
1955年10月29日，中华人民共和国铁道部给唐山铁道学院发出通知（铁道学【55】字第133号），题目是：“唐山铁道学院决定明年在兰州新建分院。”1956年，政务院决定唐山铁道学院迁往兰州建校，教育部确定学校按在校学生9000人的规模在兰州市选址修建，以兰州市副市长任震英同志为首的代表团专程赴唐山表示欢迎。1956年起，唐院在兰州市安宁区勘测了校址，并正式动工修建了部分校舍。后因故未迁，遂将已建少量的校舍移交给铁道部直属的兰州铁道学院。
1958年9月，兰州铁道学院正式面向全国招生；1961年兰州建校后的第一批毕业生毕业。
50年代末至90年代末，学校隶属铁道部领导，实行行业办学管理体制。
2000年，学校由铁道部领导转制为“中央与地方共建，以地方政府管理为主”的院校。
2003年4月16日，教育部通知，“根据《高等教育法》和《普通高校暂行条例》的有关规定，以及全国高等学校设置评议委员会的评议结果，同意兰州铁道学院更名为‘兰州交通大学’”，5月20日，甘肃省人民政府举行新闻发布会，正式宣布更名决定。5月25日，交大校园里隆重举行了“兰州交通大学”揭牌仪式。
2003年，开始进行留学生培养。
2005年，成为全国高水平运动员招收院校。
2006年，获得优秀本科生免试推研资格。
2008年，成为中国政府奖学金海外留学生招收院校。
2009年，成为全国工商管理硕士（MBA）专业学位研究生培养单位。
2010年，成为全国工程管理硕士（MEM）专业学位授权单位。
2011年，成为教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”实施高校。
2013年，成为国家“中西部高校基础能力建设工程”高校。
2016年，兰州交通大学与中国铁道科学研究院签订战略合作协议。
2017年，学校入选教育部全国第二批深化创新创业教育改革示范高校，2017年10月，教育部下发了《关于对口支援兰州交通大学等高校的通知》（教高函〔2017〕55号），决定由教育部直属高校天津大学对口支援兰州交通大学。
