哈尔滨铁道职业技术学院始建于1959年，当时年轻的共和国百废待兴，各行各业急需大批的技术人才，铁路建设更需先行。为了培养新线铁路基本建设人才，铁道部海拉尔铁路工程局在哈尔滨创建了海拉尔铁路工程局哈尔滨工程学校。学校初设两个线路中专班、两个桥隧中专班，设置在校生规模200人。
六十年代学校几经变革，几易其名，自1960年9月起，陆续更名为海拉尔铁路工程局哈尔滨铁路工程学院、东北铁路工程局哈尔滨工程学校、东北铁路工程局职工干部学校、第三铁路工程局职工学校。文革开始以后，学校基本处于停滞状态，仅有司机班、机械班，1970年，彻底停止办学。
1973年11月，为了适应铁路基本建设快速发展的要求，经交通部第三铁路工程局研究决定，在原址成立了第三铁路工程局哈尔滨铁路工程学校，从下属各单位抽调23位技术人员及教师，负责学校的教学工作。1974年，哈尔滨铁路工程学校以全新的面貌恢复招生，开设了工程、机械、师范3个专业，学校办学规模设置为在校生800人，其中中专班600人，职工班200人。
1974年至1978年，共培养社会招生309名，培养各类短训班结业生297名，为铁路建设培养了一大批专业技术人才。
1978年9月，将原来发散在第三工程局各处办的“七·二一”大学班，迁入哈尔滨铁路工程学校，成立哈尔滨铁路工程职工大学。1992年，由哈尔滨铁路工程学校、哈尔滨铁路工程职工大学、铁三局哈尔滨地区办事处三家合并，资源重组后组建成新的哈尔滨铁路工程学校。1999年，经教育部专家组评审、论证，哈尔滨铁路工程学校成为国家级重点中专学校，在职业教育的征程上迈上了一个新台阶。
2001年，时逢全国中等职业教育滑坡，中专学校发展前途迷茫之际，新一届的领导班子以其对职业教育发展的敏锐洞察力，审时度势，高瞻远瞩，做出了晋升高职的决策，带领全院教职工踏上申办高职的征程，凝聚全力，艰苦奋斗，以满票的成绩通过黑龙江省高校设置评议委员会的验收，2002年2月5日，经过省政府批准、教育部备案，晋升为高等职业院校，更名为哈尔滨铁道职业技术学院，成为一所全日制普通高等学校，开始了里程碑意义的新的发展阶段,从此每年实现一个新的飞跃：
2002年，建院当年，招生突破千人；
2003年，与原铁道部烟台疗养院实现资产重组，在烟台设立分院；同年兼并了三局物资公司配件站。占地面积增加了150亩，土地资产值增加了一亿二千多万元；
2004年，启动了校园改造建设工程，动迁居民近400户，新建住宅楼五万多平方米，结束了学院本部有火墙房的历史，拉开了校园基础设施建设的序幕；
2005年，紧跟省级综合平台贷款政策，获得开发银行软贷款1500万元，成为56所参与竞争的高校中唯一获得软贷款的高职院校，为校园改造工程提供了必要的资金保障；
2006年学院又历尽艰辛成为全省第一家获得开发银行低息硬贷款的高校，贷款3000万元，使学院3万7千多平方米的校园改造工程竣工并投入使用，极大地改善了学院的办学条件和育人环境。
2007年，学院经过由省示范性院校建设评议委员会专家评审、论证，最终以满票的成绩跻身省级示范性高职院校建设行列。同年12月，又以全票的优秀成绩通过了教育部高职院校人才培养工作水平评估专家组的验收，再次以实力确定了在省内高职院校中的龙头地位。
2008年，学院实行院系二级管理，并与鹤岗高等师范专科学校以联合办学的形式，在鹤岗建立了稳定的工程测量实训基地。
2009年，学院隆重的举行建校五十周年庆典大会。全国人大常委、民进中央副主席王佐书，黑龙江省人民政府副省长程幼东，省政府副秘书长韩广儒、省政府副秘书长衣恩普，黑龙江省教育厅厅长张永洲等地方领导、中国中铁宏达资产管理中心主任高树堂、中铁三局总经理黄天德等企业领导出席了庆典活动。社会各届人士和学院历届领导、校友代表参加了建校五十周年庆典，《人民日报》、《中国教育报》、《黑龙江电视台》等新闻媒体分别做了专题报道。中国中铁股份有限公司总裁李长进为我院建院五十周年庆典发表了讲话，并欣然题词：“用一流的理念，创一流学院”。 原中铁三局哈尔滨实验学校50名退休教师成功移交地方，这在总公司系统38个同类待移交单位中尚属首例。同年铁路工程公安局第三公安处第一直属派出所（哈铁学院派出所）移交哈尔滨市公安局。
2010年，学院以第一名的成绩全票通过黑龙江省推荐国家骨干高职院校建设项目的评审。 8月26日，中国中铁股份有限公司董事长、党委书记李长进与院长韩仁海一起在大连参加由教育部、财政部组织的国家百所骨干院校创建答辩会。12月6日，教育部和财政部联合下发的《关于确定“国家示范高等职业院校建设计划”骨干高职院校立项建设单位的通知》，确定我院为2010年度“国家示范性高等职业院校建设计划”骨干高职院校立项建设单位。12月13日，学院召开首批国家骨干高职院校建设启动动员大会。12月29日，我院国家骨干院校建设方案通过黑龙江省教育厅、财政厅组织的以马树超教授为组长、李进教授等为成员的专家论证会。同年，根据中铁三局集团有限公司310号《关于推进哈铁院国家骨干高职院校建设实施现场教学的通知》、中铁三局工会35号《关于工会组织推进支持哈铁学院国家骨干高职院校建设项目校企合作办学的通知》文件精神，我院高速铁路（铁道工程）专业14个班级的600名学生赴沪昆客专湖南段和贵州段实施现场教学。为落实国家骨干高职院校的建设方案、创新校企合作办学体制机制建设迈出了可喜的一步。
2013年学院国家百所骨干高职院校建设以优秀成绩通过验收；新校区破土动工，当年主体封顶。
2015年整体搬入新校区；被教育部确定为现代学徒制首批试点单位，被中央文明委授予全国文明单位称号。
2016年被财政部、发改委等六部委确定为产教融合首批试点单位。
2017年学院通过全国文明单位复查。成功进入黑龙江省教育厅启动的高水平高职院校、高水平骨干专业建设项目第一方阵。工程造价、铁道信号自动控制、高速铁道工程技术和城市轨道交通工程技术四个专业入选黑龙江省高职院校高水平骨干专业名单。其中铁道信号自动控制和城市轨道交通工程技术为全国示范专业点。制定了《哈尔滨铁道职业技术学院章程》。黑龙江省教育厅批准我院与俄罗斯远东国立交通大学国际合作办学项目，我院国际化办学取得了零的突破。