北京市铁路第二中学于1955年建校——由北京铁路分局筹建的铁路职工子弟学校；1978年被评选为全国铁路系统重点中学；2004年转为西城区政府办学，更名为“北京市铁路第二中学”。按照西城区扩大优质教育资源的整体部署，2005年与原四十二中合并，并于当年被评为“北京市示范性普通高中”，2007年与原铁三中合并。2020年，成立了小学部；2021年，成立了幼儿部。成为西城区重点打造的涵盖学前、小学、初中、高中学段，十二年一贯制的完全中学。
1964年，毛泽东主席对学校首任校长魏莲一的来信做了批示：学校各项工作都要有利于培养学生“在德、智、体诸方面生动活泼地主动地得到发展”。主席的批示成为学校贯彻党的教育方针、全面推进素质教育的思想引领。多年来，学校不断深化教育改革，落实立德树人的根本任务，彰显了“以人为本和谐发展”的办学理念，明确了“创办卓有成就的精品名校”的办学目标，提出了“真诚友善、科学素养、国际视野、国家栋梁”的育人目标。
学校目前有两个校区，北校区位于北京市西城区月坛西街5号，南校区位于北京市西城区三里河东路9号。校园占地面积42716平方米，建筑面积57327平方米。小学部及幼儿园在北校区，拥有相对独立的校（园）区。
学校拥有一个团结务实的领导班子和一支高素质的教师队伍，在深化教育教学改革中，不断构建科学的课程体系，坚持“五育并举”，培养学生的核心素养。加强学生道德品行、心理健康、行为习惯、法律法规教育；注重科技教育，培养学生创新思维及动手能力；发挥女排传统校的优势，注重培养学生健康体魄；学校拥有先进的办学理念、现代化的教学设施、优秀的师资团队、丰富的校园文化、科学的管理制度，教育教学质量节节攀升，社会美誉度越来越高。
学校曾先后荣获：北京市示范性高中校、北京市党建示范点、北京市中小学科技教育示范校、北京市排球传统校、北京市文明礼仪示范校、北京市交通安全先进单位、西城区全面实施素质教育优类学校、西城区示范高中联合体成员校、西城区初中建设工程先进学校、西城区科研先进单位、西城区心理教育示范校、西城区平安校园等称号。
