Durante los años 1889 y 1890 se vive en Chile una gran expansión del ferrocarril. Se adquieren 48 locomotoras nuevas y con esto nace la inquietud de construir lugares que funcionen de talleres para la construcción y reparación de estos equipos. Santiago contaba con una maestranza, Alameda, pero esta se ubicaba en el centro de la estación y la posibilidad de agrandarla era imposible. Se propone la construcción de una nueva maestranza algo más pequeña de la ya existente.
Las maestranzas que existían por ese entonces se encontraban en condiciones deplorables y no daban abasto a los requerimientos técnicos que exigían estas nuevas máquinas. Las nuevas edificaciones serían instaladas en Santiago (Población San Eugenio), Barón y Temuco. El mismo dinero se ocupa en reparar la maestranza de Santiago (Alameda) y la maestranza de Concepción.
El año 1905 EFE (Empresa de Ferrocarriles del Estado) adquiere un terreno de 147.762 m² a $0.35 por m² en San Eugenio a unos 2 km. al sur este de la Estación Alameda. Esta ubicación fue bastante conveniente puesto que las locomotoras solo debían desplazarse un par de kilómetros desde la estación para ser revisadas.
El terreno adquirido no siempre tuvo la misma finalidad, fue mutando a través del tiempo y se cree que en un principio alojaba las casas de los trabajadores de EFE para luego convertirse en el taller que es posible ver hasta el día de hoy. Los cambios en su estructura corresponden a necesidades del taller o a los cambios tecnológicos ferroviarios.
El período de mayor desarrollo de la Maestranza de San Eugenio se realizó durante el último decenio de 1920 y mediados de 1930 y uno de sus fines principales fue la liberación de espacio en las cercanías de la Estación Alameda. En el período siguiente la maestranza cumplió dos funciones, de casa de máquinas y de maestranza de apoyo. Esta maestranza se encargaba solo de reparaciones parciales y periódicas. Asume reparaciones de vehículos de calle, enrielados de patio y elementos de infraestructura.
Durante una sesión ordinaria del Consejo de Monumentos Nacionales realizada el miércoles 8 de agosto de 2007 se aprobó por unanimidad la solicitud de declaración de Monumento Nacional en la categoría de Zona Típica o Pintoresca para una parte del actual terreno de la Maestranza de San Eugenio y en la categoría de Monumento Histórico a los inmuebles correspondientes a las dos tornamesas, bodega sur, chimenea industrial y la bodega norte. La superficie total protegida es de 154.588 m².
