台灣光復後，於民國三十六年六月一日成立台灣鐵路管理委員會車務處第四車務段，民國三十七年改制為台灣鐵路管理局運務處台中運務段，轄區北起造橋站，南訖成功站之台中線十三站。段配置段長、副段長及運務、業務、總務、車班等四股。民國七十一年二月十六日原屬彰化運務段所轄之大甲至二水、集集線各站，及原屬新竹運務段所轄之崎頂至日南等車站併入台中運務段，轄區自此擴展為北起崎頂站南訖二水站(含集集線)，涵蓋山、海線各站。

       本段轄區北自崎頂站起，南至二水站止（含集集線），所轄路線北自基起117.8公里起至基起252.6公里止，營運公里248.1公里（含縱貫線、台中線、成追線2.1公里、台中港線7.1公里與集集線29.7公里等），沿線各站（含招呼站）共四十九站，分循山海線跨佈中部五縣市。其間竹南至彰化站間之山、海線區間，位於台鐵西部幹線之心臟要津，且山線行經苗栗、豐原、台中等重要都市。