Vaatimaton alku
Suomen Rautatiemuseo sai alkunsa Suomen Rautatievirkamiesyhdistyksen kokouksessa Helsingissä 16.3.1898. Tuolloin rautatievirkamiehet päättivät yhdistää siihen mennessä kerätyt rautatieaiheiset kokoelmat ja perustaa Rautatiemuseon. Museokokoelmien hoitajaksi ja samalla ensimmäiseksi vakituiseksi työntekijäksi valittiin kirjanpitäjä Uno Öller vuonna 1900.
Samaan aikaan museo sai lahjoituksena Suomen ensimmäisen rautatien rakentamista johtaneen Knut Stjernvallin ainutlaatuisen jetonikokoelman. Jetonit ovat korkeimmille rautatievirkamiehille myönnettyjä henkilökohtaisia muistomitaleja. Museon ensimmäinen näyttelytila saatiin vasta vuonna 1905 Helsingin rautatieaseman kupeessa sijainneesta Kaivokatu 7:n kellarista. Sinne koottiin pääasiassa pienoismalleja, valokuvia ja muuta pienesineistöä.
Helsingin uudelle rautatieasemalle
Rautatiemuseon tilanne parani vuonna 1922, kun museo pääsi Helsingin vastavalmistuneen rautatieaseman läntisen siiven kolmanteen kerrokseen. Uusi rautatieasema oli arkkitehti Eliel Saarisen suunnittelema. Siellä oli käytössä enemmän tilaa, yhteensä seitsemän huonetta. Uudet tilat vihittiin juhlallisesti käyttöön 17.3.1922 tasavallan presidentin läsnäollessa. Ölleristä tuli museon ensimmäinen intendentti ja museo siirtyi Rautatiehallituksen hoitoon. Rautatiemuseo kukoisti ja sen kokoelmiin karttui myös rautateihin liittyvää kirjallisuutta.
Jatkosodan aikana museo kärsi vaurioita Helsingin pommituksessa vuonna 1942, muun muassa arvokkaat valokuvakokoelmat ja kipsipienoismallit tuhoutuivat lähes kokonaan. Museo suljettiin ja jatkosodan jälkeen sen esineistöä alettiin kunnostaa.
Rautatiemuseo avattiin uudelleen yleisölle loppuvuodesta 1948. Toiminnassa keskityttiin nyt lähinnä avoinnapitoon eikä esinekokoelmaa kartutettu suunnitelmallisesti. Koska Helsingin rautatieasemalla tarvittiin yhä enemmän tilaa toimistohuoneille, päätettiin museo siirtää asemarakennuksen itäiseen siipeen Rautatientorin puolelle vuonna 1959. Muuton jälkeen museon tilat pienenivät puolella, mutta nyt se oli helpommin saavutettavissa.
Koululaiset tutustumassa Rautatiemuseoon Helsingissä vuonna 1959. Kuva: O.A. Lehtonen, Suomen Rautatiemuseo
Museo muuttaa Hyvinkäälle
Rautatielaitoksen 100-vuotisjuhlan kunniaksi vuonna 1962 Rautatiemuseon vitriinejä ja tiloja kunnostettiin. Museolle etsittiin uutta tilavampaa kotia, sillä sen tiloja Helsingin rautatieasemalla tarvittiin jälleen virastokäyttöön. Museon kokoelmiin kuului joukko vetureita ja vaunuja, joita oli tilanpuutteen takia pakko säilyttää eri puolilla Suomea.
Moni rautatiepaikkakunta oli kiinnostunut saamaan Rautatiemuseon omalle alueelleen. Lopulta Rautatiehallitus päätti museon siirtämisestä Hyvinkäälle. Päätökseen vaikutti se, että museon uusi sijaintipaikka, 1870-luvulta peräisin oleva Hanko–Hyvinkää -rautatien asema- ja varikkoalue oli lähes alkuperäisessä asussaan ja sopivan laaja lisärakentamistakin ajatellen. Täysikokoinen rautatiekalusto saataisiin nyt ensimmäistä kertaa näytteille.
Museotoimintaa hoitamaan perustettiin Rautatiemuseon Säätiö, jonka toiminnasta vastaavina olivat Rautatiehallitus ja Hyvinkään kaupunki. Museo avautui Hyvinkäällä kesällä 1974.
Erikoismuseona uudelle vuosituhannelle
Rautateiden 125-vuotisjuhlien lähestyessä alettiin vihdoin rakentaa ensimmäistä uutta näyttelyhallia ja se avattiin yleisölle syksyllä 1987. Liikenneministeriö halusi 1990-luvun alussa saattaa liikenteen museot ulkoisilta puitteiltaan moitteettomaan kuntoon avustamalla näitä rakennushankkeissa. Liikenneministeriön ja VR:n avustuksen turvin päästiin peruskorjaamaan museoalueen vanhat rakennukset sekä suunnittelemaan lisää uusia tiloja. Asemarakennus entisöitiin ja veturitalli kunnostettiin näyttelykäyttöön paremmin sopivaksi. Ensimmäisen näyttelyhallin yhteyteen rakennettiin uudet toimisto- ja arkistotilat, aula sekä lisää näyttelytiloja.
Museosta alettiin käyttää sen virallista nimeä Suomen Rautatiemuseo vuonna 1994. Opetusministeriö antoi museolle tunnustuksen vuoden 1997 alussa, museon 100-vuotisjuhlan kynnyksellä, nimeämällä sen rautatieliikenteen valtakunnalliseksi erikoismuseoksi. Uuden museolain myötä Rautatiemuseo on nykyään valtakunnallinen vastuumuseo.
2000-luvulla museo on kartuttanut kokoelmiaan lukuisilla lahjoituksilla sekä Dr13- ja Dv16-sarjan dieselvetureilla, joista molemmat ovat ajokuntoisia. Uusimpien tulokkaiden joukossa on myös Suomen vanhin toimintakuntoinen höyryveturi lempinimeltään Leena (Vk4 68). Museon tiloja on laajennettu uuteen näyttelyhalliin, jossa on esillä Perinnejuna Valtteri.
Koululaiset kulttuuripolkukierroksella Rautatiemuseossa Perinnejuna Valtterin vieressä vuonna 2017. Kuva: Teemu Heikkilä, Suomen Rautatiemuseo