通遼機務段位於內蒙古通遼市所在地。隨著生產力布局的調整,先後與原彰武、赤峰、白城、大安北、鄭家屯、四平、阜新、葉柏壽等8個機務段整合,牽引區段跨越遼寧、吉林、河北、黑龍江、內蒙古四省一區,擔當牽引區段核計里程達到5141公里。
2010年路局生產力布局調整,阜新和葉柏壽車間重新劃歸錦州機務段管理。2011年,鐵道部生產力布局調整,在白城組建機務段,白城、大安北車間劃歸白城機務段管理。
生產力布局調整後,截至2013年底,通遼機務段共有職工4555人,管轄通遼、赤峰、四平、珠斯花4個地區,下設12個職能科室,12個車間;配屬機車401台,其中和諧3型內燃機車224台,擔當通霍線、珠珠線、珠白線及通遼至隆化、通遼至沈西等線的客貨運輸任務;擔當通遼站、赤峰站、珠斯花站、雙泡子站、彰武站、新立屯站調車、編組任務;貨運里程2151公里,客運里程1453公里。