铁路工程是中铁上海工程局的核心业务。公司拥有各类铁路建设的核心技术、卓越管理、精良装备和专业队伍。先后参加了宝成、皖沼、宣杭、合九、京九、广梅汕、梅坎、内昆、宁西、青藏、宁启、京广、萧甬、鹰厦、黔桂、浙赣、胶新、朔黄、西南、株六、渝怀、宜万等50余条国家干线铁路的新建和扩能改造建设；广泛参与了以中国第一条准高速铁路秦沈客运专线、中国首批开工建设的合宁铁路客运专线、“中国客专第一路”武广铁路客运专线为代表的哈大、兰新、大西、渝黔、皖赣、哈佳、昌沼、哈牡、蒙华、九景衢、京雄、玉磨、郑万、张吉怀、福厦、安九、沪通、徐盐、京沈等高速铁路建设，并承建了其中大量的超高标准、超难技术、超大体量的线、遂道、枢纽、站场等重点控制工程。

中铁上海工程局是桥梁隧道建设专业承包商。具有高墩大跨、深水基础、斜拉桥、悬索桥等新型桥梁、各种地质长大隧道施工顶尖技术和管理经验。参建承建了屡创“第一”、"之最＂的芜湖长江大桥、上海长江隧道、杭州湾跨海大桥、柳州双拥大桥、三门江大桥、静兰大桥、大西铁路客运专线晋陕黄河特大桥、南宁铁路枢纽邕江四线特大桥等扔余座跨越长江、黄河、东海、杭州湾、柳江和邕江等江河湖海的大型桥梁工程；建设了以上海S32申嘉湖高速工程连接S2、S4高速公路立交为代表的全互通式大型立交桥；在铁路客运专线重载高速、以桥代路新时代，出色完成了众多知名桥梁和大吨位双线整孔箱梁制运架及轨道板预制安装工程。中铁上海工程局隧道施工已形成完善先进的系列施工工艺和专业配套的施工作业线；拥有在断层破碎带、软弱围岩、高地应力区、文物保护区、含煤地层、浅埋地层、油气地层、溶洞涌水、黄士等特殊地质下施工的精湛工艺和独到技术，先后承建了号称“中国地质博物馆＂的宜万铁路会竹坝2号隧道、武广铁路客运专线金沙洲隧逍、金温铁路汤村隧追、广珠深高速公路南面山隧道等超长高难度隧道工程。

上海崇明越江通道（长江隧桥）工程荣获中国建筑工程鲁班奖、国家优质工程金奖。

上海世博会重点配套工程，上海市近年来一次建成标准最高、投资最大、用时最短的S32申嘉湖高速公路，荣获上海市优质结构工程奖，全国工程建设优秀质量管理小组二等奖。

世界目前规模最大的污泥处理工程--上海白龙港污泥处理工程。工程核心是8座卵形污泥厌氧消化池，单座容积达1.24万立方米，设计高度45.6米，最大内径25米，是全球目前建设在软基上总体规模最大、数量最多的双向有粘结预应力蛋形消化池。使上海中心城区污水厂约一半的污泥得到循环利用。

武汉三金潭污水处理厂荣获湖北省优质工程“楚天杯”、湖北省建筑优质结构工程奖、湖北省重大科技成果奖。其核心是两座同结构卵形污泥厌氧消化池。池体为双曲面预应力钢筋混凝土壳体结构。池体埋入地下10m,池体地面以上高34.5m,最大内径26m,单池容积13900m3，单体规模居亚洲第一位、世界第三位。

上海轨道交通五号线东川路站、剑川路站和区间工程荣获上海市优质结构工程奖、上海市市政工程金奖、上海市用户满意工程奖、铁道部“火车头”优质工程奖。

中铁上海工程局承建的“中国第一顶”，我国目前管廊施工领域顶距最长、断面最大的矩形顶管工程。

无锡地铁1号线项目荣获国家优质工程金质奖。