沈阳机务段始建于1904年,地处东北铁路网交通枢纽,是中国铁路沈阳局集团有限公司所属8个机务段之一,是全局仅有的客运机务段。乘务交路以沈阳为中心,辐射北京、天津、哈尔滨、长春、吉林、山海关、大连、白城、丹东、抚顺北,主要担当沈-京(秦-沈)、沈(天)津、沈-山(海关)、沈-哈(尔滨)、沈-(大)连、山(海关)-(大)连(沟帮子-海城)、沈-白(城)、沈-长(春)、沈-抚(顺)、沈-阜(新)、沈-丹(东)、近郊等202对旅客列车牵引任务,其中动车交路担当16对。 2006年,全段共配属机车252台,支配机车252台。2012年12月1日,哈大高铁开通运营,担当CHR380B动车组高铁乘务交路61对。沈阳机务段还承担秦沈救援,沈阳、沈阳北站调车任务。