中鐵一局落實“創新驅動”發展戰略，堅持以“明確定位，優化結構”為原則，以國家企業技術中心為基礎科技創新平臺，建立形成了集團公司、三級公司、項目部分級管理，決策層、管理層、執行層、支撐層分工實施的“三級四層”創新體系。

截至2024年底，集團公司擁有1個國家級企業技術中心，1個博士后工作站，9個省級企業技術中心，3個省級工程（技術）研究中心，1個中國中鐵專業研發中心，1個江蘇省博士后創新實踐基地，1個陜西省重點科技創新團隊，3個市級工程（技術）研究中心，12個集團公司級專業化研究所，初步形成了從新產品、新技術、新工法的開發應用、工藝改進到成果轉化，較為完整的創新平臺體系。

集團公司重視科技創新工作，依托重難點和高風險工程，圍繞關鍵核心技術開展攻關，取得了一批技術含量高、推廣價值大的高水平科技成果。截止2024年度，共完成科研成果829項，獲國家科技進步獎19項，省部級（包括中國中鐵）科技進步獎488項；獲各級綠色施工科技示范工程、節能低碳技術獎項142項，擁有有效專利2409項，其中發明專利517項；取得軟件著作權112項；獲省部級以上工法363項；參編國家標準11項，行業標準17項。

中鐵一局以強化基礎設施建設、信息貫通工程、數字化轉型升級為抓手，建立了集團、子（分）公司、項目部三個層級的信息化管理體系。設有云計算數據中心、BIM技術中心和智能科技分公司等專業信息化服務機構。積極開展新基建形勢下數字施工、智能建造，通過技術創新拓展新領域。取得了“城市地下空間工程大數據智能分析與公共服務平臺建設及示范應用”、“中國機械設備租賃平臺”等一系列重點技術研究，全面提升了公司的數字化和智能化管控水平。