铁道与城市轨道交通研究院所属主要学科的历史可以上溯到1921年上海交通大学机械科铁道机械工程门，当时任
中科院学部委员、第一、二、三届人大代表的
上海交通大学程孝刚教授为中国机车车辆工程技术和机车车辆高等教学奠定了基础，在
院系调整中，
同济大学，
上海交通大学等院校的铁路技术相关专业合并为上海铁道学院，后又与上海铁道医学院合并为
上海铁道大学， 2000年与
同济大学合并后，成立了铁道与城市轨道交通研究院，成为一个虚实结合的面向铁路工程技术的窗口，2003年为了增强铁道技术优势，整建制调入机械学院的机车车辆研究所及部分铁路方向教师，进一步壮大了学科的科研力量。
2024年，同济大学融合原交通运输工程学院、铁道与城市轨道交通研究院、磁浮交通工程技术研究中心，成立新的交通学院，9月1日下午，同济大学交通学院揭牌仪式在嘉定校区通达馆前举行。
铁道与城市轨道交通研究院现有教职工人数51人，从事教学科研的教师33人，其中教授7人，副教授、副研究员及高级工程师19人。具有博士学位的12人，具有硕士学位的12人。
研究院现有2个二级学科点：
载运工具运用工程（一级学科点为
交通运输工程）；车辆工程－轨道交通（一级学科点为机械工程）。其中载运工具运用工程为国家重点一级学科交通运输工程覆盖学科。
研究院主要有车辆工程、电力传动和控制、轨道工程三类学科方向。车辆工程方向主要从事
机车车辆动力学与强度、轮轨关系研究、
制动系统研究、车辆的结构及轻量化设计、机车车辆的抗撞击安全性研究、机车车辆的计算机
虚拟设计技术、机车车辆的故障检测技术、机车车辆的动力学试验技术和机车车辆部件的强度试验技术;
电力传动和控制方向主要研究
电力牵引技术、牵引控制系统理论与技术、检测与故障诊断技术、列车网络及
信息处理技术等; 轨道工程方向主要研究轨道的减振降噪技术、新型的轨道结构、轨道线路与列车的相互作用、
无缝线路的相关技术、高速道岔关键技术等。