沈阳铁路陈列馆集收藏、陈列、宣传、教育于一体，主要分为铁路装备展区、史料图片展区、运输能力展区和安全教育展区，具有成果展示、典型弘扬、集中教育、素质培训和主题活动5项功能，是传承铁路历史文化、展示科学发展成果、进行社会主义核心价值观教育、加强精神文明建设的重要场所。
在陈列馆内，排在第一位的老机车是1907年美国生产的，主要用于支线货物列车，当时的车速只有每小时55公里，在使用77年之后，1984年它退役了。
此外，馆内还陈列蒸汽机车、内燃机车和电力机车28台，除了最早的1907年美国产的蒸汽机车外，还有1911年前苏联产的货车。
在老机车陈列区域，还陈列着全国英雄列车——北京至沈阳的特快12次，“811”三个鲜红的数字挂在车头前方，正是在这趟列车上，1959年在一场大洪水中乘务员与大水搏斗3天3夜，保证600多名乘客安全，更救出当地300多名受灾百姓。
沈阳铁路陈列馆不仅仅是历史博物馆，更是更新换代，时时更新的铁路陈列馆。
