上海动车段前身是上海车辆房，建于清光绪三十年（1904年），属上海机车厂管辖。1949年11月，正式成立上海检车段。1951年9月，更名为上海车辆段。1953年1月，上海车辆段一分为二，成立上海车辆客修段和上海车辆货修段，上海车辆客修段成为专一负责客车检修的车辆段。 1963年1月，上海车辆客修段改名为上海车辆段。2005年5月至2006年3月21日，随着路局生产力布局调整，上海车辆段相继合并昆山客车空调设备大修段、杭州车辆段。2009年6月30日，与上海动车基地重组整合更名为上海动车客车段。2010年3月30日，从天目中路465号，搬迁至嘉定区江桥镇翔黄公路600号。2013年6月28日，路局撤销上海动车客车段，分别成立上海动车段、上海车辆段。2016年3月29日，从上海动车段分离出南京动车段，接管南京、南京南、合肥南动车运用所。

主要承担配属动车组一至五级检修和运用任务。截至2014年1月3日，配属动车组347组（折合8辆编组/16辆编组），其中CRH1B型24组、CRH1E型5组、CRH2A型49组、CRH2B型10组、CRH2C型一阶段30组、CRH2C型二阶段10组、CRH2E型11组、CRH380A型8组、CRH380AL型5组、CRH380BL型61组、CRH380CL型7组、 CRH380B型4组、CR400BF型40组、CR400BF-A型50组，共14种车型，是我国配属动车组数量最多、车种车型最全、高速动车组最多的车辆段。

段党政系统内设机构12个，分别是办公室、党群工作办公室、安全科、调度科、技术科、质量检查科、劳动人事科、计划财务科、职工教育科、材料科、保卫武装科、经营开发部。另有驻段验收室，上海铁路局高铁运维技术中心-动车技术分中心。下设车间分别是，上海南、南翔、虹桥、杭州、杭州西动车运用所，动车检修、动车转向架、调试、设备、物流车间。

上海市嘉定区江桥镇老翔黄公路600号，邮政编码201812。

上海动车段作为京沪高铁、沪宁城际高铁以及沪杭城际高铁的配套工程，

位于上海南翔编组站南侧、曹安路以北1.0km处，紧邻沪杭既有线，距上海站约13km，占地约2000亩。

总平面呈纵列式布置，从东至西依次为存车场、运用检查场、高级修场。动车运用检查场西端与高级修场东头间距约1km，由两条走行线连接。总规模为存车线47条，检查库线8条、检修库线（含调试线）11条、动车动态试验线1条。

段东侧为运用检查场，呈二级二场纵列式布置型式，其中东场（靠近上海站侧）为存车场，近远期存车线均设在此，动车组检查库布置在存车场西侧。

上海动车段4个动车运用所共有检修线32条、临修线6条、镟轮线6条、存车线156条、洗车线15条。每天一级修能力124组、二级修能力16组（按8辆编组计算）。

高级修库从北往南依次为外皮清洗线、存车线、调试及三级修库、转向架检修库、四五级解体组装库及部件检修间。其中调试及三级修库为贯通式车库；车体涂装库、车体检修库布置在解体组装库西侧，通过移车台联系。

材料供应中心近期布置在转向架检修库内，材料运输线从段西侧接入，远期检修库需扩大能力时，可将材料供应中心移出设在转向架检修库东侧。 与改线前后的沪杭线并行设动车组试验线一条，试验线两端分别与高级修场存车线、东存车场接通

上海动车段分为运用场和检修场呈纵列式布置，运用场由四条检查库线，预留四线，存车线近期23条，远期39条，检修场由8条检修库线，预留两条，转向架检修库，车体喷涂等生产办公房屋组成。

上海动车段重点辐射华东及长三角地区，辐射管理沿江通道东段，浙赣等客运专线，沪宁杭城际铁路等，将管辖上海南、南翔、虹桥、杭州等动车运用所。

2022年4月，上海局集团公司上海动车段杭州动车运用所团总支被全国铁道团委授予“全国铁路五四红旗团支部”称号。