上海鐵路博物館2004年8月28日正式開館。這座按照90多年前滬寧鐵路上海站原樣以1：0.8比例新建的博物館，陳列著一批珍貴文物及千餘件展品和圖片。
寸軌火車頭
解放前，雲南民族資本家為開礦，集資修建了箇舊一碧色寨一石屏間軌距為600毫米的寸軌鐵路（鐵路標準軌距是1435毫米），寸軌機車稱得上是精巧玲瓏。它共有五對動輪，沒有導輪和從輪，機車全長14.85米，寬2.4米，最大高度為3.12米。機車空重24.95噸，煤水車空重6.7噸。寸軌機車最高速度可達45公里/小時，可拉140噸貨物，這與當時雲南山區的馬幫馱物相比，可謂是天壤之別。據瞭解，目前比較完好的寸軌機車在我國只剩三臺，它們無疑已成為世界鐵路史中的珍品。
民國時期的公務車
在寸軌火車頭旁邊停放著一節草綠色的公務車，這就是民國時期政府要員所使用的高級“包車”，為舊中國政府於上世紀30年代從美國定做的專供政府高官使用的公務車。該車全長22.96米，寬3.2米，高4.3米。車內有臥室、浴室、辦公室、會客室兼會議室。原先裝飾富麗豪華，車頂燈、壁燈的燈座皆為白銀製成，會客室有橡木桌椅一套，椅面和靠背均為牛皮包蒙。據瞭解，這輛原編號GW97384號的公務車，採用鋼結構，以4500多顆鐵釘鉚接而成，十分堅固耐用，車廂的另一端以銅杆特設了一個瞭望臺（高級“包車”，曾為宋美齡所用）。
KD7型蒸汽機車
館內收藏的KD7-641蒸汽機車，是國內同型號中的最後一臺，誕生於“二戰”時期，由美國利瑪機車廠於1946年製造，同批共生產160臺。按原計劃，這批機車造好後將用於支援一些國家的反法西斯戰爭，但機車造好後“二戰”已結束，於是聯合國在1947年將其作為救援物資捐贈給了中國。進入上世紀80年代，隨著內燃機車的大規模投入使用，KD7型蒸汽機車逐步退出了歷史舞臺。目前，KD7型蒸汽機車在全國只剩下4臺，一臺贈給了上海歷史博物館，另外兩臺分別被北京中國鐵道博物館和山西大同鐵路博物館收藏。
上海最早的火車站及鋼軌
1874年12月，西方列強為了在華攫取更大的利益，擅自修建了中國第一條鐵路—吳淞鐵路，北起吳淞鎮，南至河南北路塘沽路口。1876年12月1日，全線建成通車，可見上海市區的第一個車站是在河南北路塘沽路口，可惜早已沒有遺蹟可尋。更令今人不可思議的是，昏庸的清朝政府竟然花了28.5萬兩白銀將其贖回後，在當年拆除了。然而“洋務運動”力倡鐵路“權自我操”，1898年8月5日，淞滬鐵路又建成了。靜臥在展櫃裡的一端鋼軌，上面鑄著“1897”字樣，專家介紹說，原來還有一隻雄雞商標，考證下來這段中國最老的鋼軌是俄羅斯造的。
