中国铁道博物馆先后被中国科协、铁道部、北京市人民政府、北京市科委、北京市科协命名为“全国优秀科普教育基地”“铁路爱国主义教育基地”“北京市爱国主义教育基地”“北京市科普教育基地”等光荣称号。

2017年12月，入选教育部第一批全国中小学生研学实践教育基地、营地名单。

2022年3月30日，被中国科学技术协会命名为2021一2025年度第一批全国科普教育基地。

2022年5月，中国铁道博物馆詹天佑纪念馆被评选为2022年科学家精神教育基地，序号第11。

2023年1月，入选2022年度全国热搜博物馆百强榜单。

2024年5月，中国铁道博物馆获评国家一级博物馆。