福州铁路分局其建制沿革和管辖范围自20世纪50年代修建鹰厦铁路起至今几经变革。50年代，鹰厦铁路从逐步通车到交付国家正式运营前，由担负修建任务的中国人民解放军铁道兵组织鹰厦线临时管理处，于1956年1月在江西省鹰潭镇(现为鹰潭市)成立，次年迁至福建省南平县(现为南平市)，实施以配合修建、维护和确保军事需要为前提的临时运营。
外福铁路南平至福州区段修建时，于1958年3月在南平成立铁道兵第十一师新线管理科，执行已通车临时运营管理任务。次年1月，新线管理科改编为新线管理处，并于秋季迁至福州市。
1958年1月1日，铁道兵鹰厦线临时管理处撤销，成立铁路南平办事处，代表国家接管鹰厦铁路并开办正式运营。
1959年1月1日，南平办事处撤销，福州铁路局成立，局址在福州市郊魁岐。福州铁路局管辖线路自鹰厦线K74+200起至厦门，包括外(洋)南(平)、漳州支线，全长659公里。1959年12月1日，福州铁路局接管外福线南平至福州区段，增加管辖线路169公里。铁道兵第十一师新线管理处同时撤销。此后，漳龙线、安丰支线、漳泉线梅剑段、永嘉支线益坑段陆续修建通车，统归福州铁路局管辖，营业里程为876.2公里。
1965年5月，福州铁路局撤销，成立福州铁路分局。运营范围包括鹰厦线、外福线、漳泉线梅剑段，及漳州、漳龙、安丰、龙坎、永嘉、福马等6条支线，营业里程1099.6公里。
1966年“文化大革命”开始，福州铁路分局的管理机构瘫痪。1967年6月，中国人民解放军福州军区对福州铁路分局实行军事管制成立军管会，下设文化革命小组和生产小组。
1968年5月，成立福州铁路分局革命委员会，下设政治部、生产指挥部和办公室。
1972年1月，上饶铁路分局撤销，福州铁路分局管界的分界点由鹰厦线K281+700处改为K75+00处。
1976年1月，鹰潭铁路分局成立，福州铁路分局管界的分界点由鹰厦线K75+200处改为K281+700处。
1977年5月，福州铁路分局管界的分界点为鹰厦线K75+200处。
1978年8月，福州铁路分局革命委员会名称恢复为福州铁路分局。
1982年9月，福州铁路分局管界的分界点为鹰厦线K7+000处。
1984年10月，铁道部将福州铁路分局并入上海铁路局，划归上海铁路局领导。管界和所属单位隶属关系不变。
1987年，福州铁路分局管内鹰厦线电气化正式动工。
1993年12月，鹰厦线全线电气化完毕。福州铁路分局成为华东地区唯一一个有电气化的铁路分局。有“华东电气第一路”之说。
1999年下半年，外福线开始电气化改造。
2000年12月，外福线全线电气化完毕。继鹰厦线之后，福州铁路分局第二条国有铁路的电气化完毕。福州铁路分局成为全华东地区唯一一个国有铁路电气化的分局。
