大同铁一中是隶属于大同铁路分局的一所最早的完全中学。创建于1956年9月，1978年被大同市和北京铁路局列为重点中学。下面通过校址变迁、建制沿革、办学条件不断改善、教学业绩稳步提高、特色教育硕果累累、声誉四起前程似锦等六个角度看铁一中的发展。1956年9月建校时，校址位于远离职工生活区的卧虎湾。 1957年，学校搬迁至职工生活区新华街（现大同工务段）。当时，受分局管界影响，除大同城区的学生外，还有来自于包头、呼和、集宁、丰镇以及张家口等地的住校生。1963年4月，学校迁入现址（大同市城区操场城街）。
1956年建校时只有初一年级，招收352名学生，编成8个教学班，教职工58人，校名“大同铁路职工子弟中学”。受左倾思想影响，学校曾在1958年上半年把初一年级较好的学生集中成两个“跃进班”，加课时赶进度，试图学生“跃进”毕业，但这种违背教学规律的做法很快就停止了。 1960年秋季，学校始设高中部，至此，大同铁一中才正式成为一所完全中学。在此间，铁中实行党支部领导下的校长负责制。
1966年“文革”开始，学校停课，红卫兵大串联开始。1968年5月30日“大同铁路职工子弟中学革命委员会”成立。此后，学校开始实行“革委会”主任负责制。同年9月，“工宣队”、“军宣队”进驻学校，教师上山下乡。1969年，学校对学生实行连排编制。
1971年4月，大同铁路职工子弟中学改为铁一中，部分师生被抽出组成铁二中。1972年，学校取消连排编制，恢复教研组和年级编制至今。1977年11月，根据中央（77）45号文件精神，“工宣队”撤出，不久，又取消“革命委员会”机构。
1978年9月，学校完全恢复党支部领导下的校长负责制。学校下设教导处、总务处、政工室、人事室、团委以及少先队等机构。这种管理机制一直延续至今。