抗战胜利后，接管东北铁路不是一时一地所完成的，是一个很复杂的接管过程，前期有吕正操、郭洪涛、甘重斗、范儒生、郭维城、陈大凡 、徐彬、郭洪涛、刘居英等在不同地点与不同时间进行了接管工作。之后成立了领导机关，洪学智、陈云任、李富春、吕正操等先后主持工作。
一、接管东北铁路
抗战胜利时东北有铁路一万多公里，占全国铁路的百分之四十六，日本投降后，中长路（哈尔滨至大连）和中东路（满州里至绥芬河）由苏军接管。铁路是军事斗争的重要运输工具，我军进入东北后，首要的工作之一就是接管铁路，实行军事管制。我军接管铁路是分两条线进行的：
一方面是率先向中长铁路派驻军事代表。由于日本投降前夕，中华民国政府与苏联政府签订条约，规定中国长春铁路为中苏共有共管的商业铁路。日本投降后，两国政府着手接管经营。1946年4月，苏联撤走时，中共方面以东北人民自治联军的名义立即任命吕正操、郭洪涛为中长铁路军事总代表，并向中长铁路所属各分局派驻军事代表，行使中长路中方所拥有的权力，统管东北铁路干线。后经苏方同意，将东北铁路总局与中长局合署办公，统管东北铁路。
另一方面是对东北境内的其他铁路，则坚持“抓到手就管住”的原则。1945年9月4日我军一解放锦州，9月24日辽西专员公署和冀热辽军区命令，锦州铁路总工会派人进入伪满锦州铁道局，接管了沈阳至山海关的铁路全线。11月又在承德成立了以甘重斗为局长、范儒生为局党委书记的热河铁路局，管辖辽宁、热河两省交界的锦承铁路区段。为保证我大批出关部队和干部的顺利北上，提供铁路运输条件。在西部，1945年11月郭维城受命率部接管齐齐哈尔铁道局，成立西满铁路管理局；在北部，1945年11月接管北安铁路，成立北满铁路管理局，陈大凡为局长，后迁至绥化；在东部，1945年12月初，东北人民自治军驻通化后方司令朱瑞，派徐彬筹建通化铁路局，1946年1月东满军区司令部在梅河口成立东满铁路管理局，郭洪涛为局长兼政委；在哈尔滨，1946年5月，东北民主联军总部进驻哈尔滨，拉滨铁路分局成立，与中长铁路二分局合署办公，刘居英任局长。民主联军发出布告，要求沿线各站铁路员工立即上班，原来的工作和职务不变，要求他们服从军代表的领导，忠于职守，保护好铁路设施，尽快恢复铁路正常运输。这样，东北的铁路大部分被共产党领导的部队接管，成为人民的铁路。
二、统一管理东北铁路
1945年12月20日东北人民自治军总部发命令委任洪学智兼任铁路司令，统一指挥各地铁路局及沿线护路部队，实行全面军事管制。1946年7月25日，在哈尔滨成立了东北铁路总局。由陈云任总局长，李富春为政委。由吕正操主持全面工作（后任总局长兼政委），当时下辖东满铁路局、西满铁路局，绥化、牡丹江、拉宾、林口、通化铁路分局，管辖铁路5300余公里，东北铁路总局直接管理辑安、通化、清原、四平、彰武以北铁路，共7101公里。同时，从延安抗大参谋队、外语队和解放区抽调大批骨干向铁路基层站段派出军事代表负责全面工作，选派有文化的优秀青年充实基层车站，加强铁路各级的工作。