1938年，国民政府交通部将连云港码头、徐州机厂、洛阳机厂搬迁到宝鸡，成立长安机厂，并在西安三桥镇设分厂，称三桥车辆厂，后因建设核心迁移到宝鸡，该厂改名为三桥镇车辆修理厂。1949年西安解放后，工厂隶属西安铁路分局。1963年，正式更名为“铁道部西安车辆工厂”。
创业初期，工厂条件艰苦，设备简陋。新中国成立后，工人当家作主，积极兴工拓业，工厂规模初具。之后历经4次大的技改，实现了多次飞跃。第一次技改结束了只修不造的历史，并初步实现客货修扩能力；第二次技改诞生了第一辆罐车；第三次技改使新造、货修、客修、制备四大系统格局初具；第四次技改提升了生产能力。
“七五”期间，工厂上罐车、下敞平，新造罐车能力大增，形成了以新造罐车为主兼具客货修理的格局，确立了作为中国铁路罐车基地的地位。“八五”以来，工厂面向市场，走科技效益型集约经营发展之路，在多个方面取得突破和进步，经济效益稳步增长，两个文明建设成果丰硕。
2002年，中国铁路工业改革，工厂通过改制股份化，重新命名并重组管理体系。2007年，西安装备公司成立，工厂成为中国北车股份有限公司的一员。后来随着中国北车和中国南车合并为中车集团，工厂成为中车西安车辆有限公司。作为中国铁路罐车设计制造企业、行业标准制定者，以及多个领域的重要基地，在铁路装备制造领域具有重要地位。公司拥有多项专利，如2025年获批的“一种罐式集装箱封头与筒体立式组对系统及方法”专利，还有“一种可实现气相压力自平衡的运输罐体”专利申请。通过企查查大数据分析，公司参与招投标项目831次，展现出强大的市场竞争力。
如今，西安车辆厂在轨道交通装备领域不断发展，产品不仅满足国内需求，还远销海外。同时，企业也在加大对新技术、新材料的应用研究力度，在智能化、轻量化等方面取得显著成果，以适应市场的变化和行业的发展趋势。
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