沈阳铁路局位于东北铁路网的中南部，南与北京局相依、北与哈尔滨局相邻、东与朝鲜铁路相接。管辖范围以沈阳枢纽为中心，南起长大线起点大连站，北至哈长线新陈山—陶赖昭间119.9公里、拉宾线五常—杜家间120.9公里、通让线太阳升—立志间335.0公里、平齐线街基—泰来间450.0公里与哈尔滨铁路局分界。东起长图线图们江国际铁路大桥529.4公里、梅集线终点250.8公里，西至京通线河洛营—隆化间244.6公里、锦承线榆树林—平泉间335.0公里处与北京局分界。东南起自沈丹线丹东鸭绿江大桥254.4公里处与朝鲜铁路接轨。西北至内蒙古自治区白阿线阿尔山354.7公里、通霍线终点416.6公里。东北起自牡图线鹿道—斗沟子间146.3公里，西南至京山线山海关站外437.9公里处与北京局分界。
