철도노동조합연맹은 ITF(국제운수노련, International Transport Workers' Federation) 가입을 추진했다. 1957년 6월 프랑스 파리에서 개최된 ITF 집행위원회에서 가입이 승인되어 1957년 7월 1일부로 ITF에 정식 가맹되었다. 당시 대한민국의 노조 중 최초로 국제노동조직에 가입한 사례였다. 철도노동조합연맹은 1959년 9월 16일부터 4일간, 오스트리아 짤스부르크에서 개최된 ITF 철도분과 철도노동자대회에 2명의 대표단(부위원장, 사무국장)을 파견해 최초로 국제회의에 참가했다.
4.19혁명의 영향으로 1960년, 철도노동조합연맹의 부패와 어용성을 비판하는 세력이 등장했다. 새로운 민주노조 활동으로 노동조건을 개선하기 위해, 기관사들이 중심이 된 한국철도기관차노동조합이 8월 5일 창립대회를 열고 출범했다. 창립 초기 2,300여 명의 조합원이 가입한 한국철도기관차노동조합은 노보 발행 등 조합원 사업을 통해 조직력을 갖추고 철도청과 교섭을 진행했다. 9월 30일 열차 안전 운행 준법 투쟁을 통해 교통부에 제시한 5대 요구사항을 관철시켰으며, 연가보상금 지급에 대한 요구 투쟁을 연이어 전개했다. 이후 철도청과 단체협약을 체결하기도 했다. 그러나 5·16쿠데타 이후 소멸되었다.
철도노동조합연맹은 임금인상과 노동시간 단축 등 5대 요구를 걸고 1960년 10월부터 5개월여간 해를 넘겨 교섭과 투쟁을 진행했다. 교섭 중 합의가 이뤄지지만, 인상률에 대한 불만과 함께 이행기간 확약이 없다는 점에 내부 반발이 커지자, 철도노동조합연맹은 1961년 1월 27일, 10시부터 11시까지 전국의 텔레타이프와 전화 소통을 중단하는 1시간 통신 파업을 진행했다. 이후 제한 파업, 승차권 판매 거부, 기관차 연료 보급 중지, 각 역의 구내 신호 중단, 전면파업 순서의 투쟁을 예고했지만, 1월 31일 특별급여금 지급 합의에 이르렀고 3월 31일에 교통부와 임금협약을 체결해 약 30%의 임금이 인상되면서 마무리되었다.
1961년 5월 16일 육군 소장 박정희를 중심으로 육군사관학교 출신의 일부 군인들이 군사쿠데타를 일으켜 제2공화국 장면 정부를 전복하고 정권을 장악했다. 군사정부는 4·19 혁명 이후 확대된 제반 민주주의 권리를 무력으로 짓밟고 폭력에 기반한 통치 조치를 했다. 노동 현장에서는 군사정부 포고령에 따라 대한노총과 전국철도노동조합연맹이 5월 23일 이후 강제 해산되었다. 이어 6월 창설된 중앙정보부가 주도해 ‘기존 노동조합의 해체, 산별노조 체제로의 재편, 정치활동의 금지, 복수노조의 금지’를 핵심으로 하는 노동정책을 관철하기 위해 노동조합 조직을 강제 재편했다. 이에 따라 8월 30일 창립대회를 통해 11개 산별노조로 편성된 한국노동조합총연맹(현재 한국노총)이 만들어졌다. 철도노동조합연맹 산하 10개 노조도 단일산업별노조 건설 방침에 따라 통합되어 8월 17일 ‘전국철도노동조합’으로 출범했다.
전국철도노조는 1962년 1월부터 4월까지 철도청과 단체교섭을 진행하여 4월 17일 유니언숍제도가 도입된 단체협약을 체결했다. 같은 해 9월 29일 교통부 철우회관에서 대의원 49명 중 46명이 참가한 가운데 열린 전국철도노조 제1차 전국대의원대회에서는 이 단체협약을 사후 승인했고 이에 따른 노동조합의 규약 개정이 이루어졌다.
철도노동자들의 저임금·빈곤에 대한 불만과 고통이 생활급 확보 투쟁을 통해 폭발했다. 1963년 9월 전국철도노조는 2차 정기대의원대회에서 대폭적 임금인상을 위한 투쟁을 결의하고 ‘생활급확보대책위원회(생활급대책위)’를 구성했다. 3개월간의 교섭을 진행하고 쟁의행위찬반투표를 실시해 조합원 98%의 찬성으로 파업을 예고했다. 해를 넘긴 교섭 끝에 철도청과 애초 요구였던 100% 인상에 못 미치는 40% 임금인상에 합의해 쟁의를 마무리했다.
박정희 정권 시기 철도, 체신, 전매 3개 (현업)공무원노동조합이 공무원노동조합협의회(공노협)를 결성해 활동했다. 공노협은 헌법상 노동3권이 사실상 봉쇄되어 정상적인 노사교섭과 임단협 체결이 불가능한 조건에서 임금과 노동조건에 대한 대정부 처우개선을 위해 공동 활동을 전개했다. 공동 활동은 쟁의와 공동투쟁을 통한 요구 관철 방식이 아니라 주로 공동성명과 공동건의문 제출, 관계부처 면담 등의 방식이었다. 1970년대 들어서 개별 노조의 임단협 갱신 등 노동조건 개선이 극히 힘들어지자 3개 노조 공동 활동이 상대적으로 많아졌다. 이와 같은 활동은 전두환 정권 시기까지 지속되었다. 공노협은 소속 노동조합의 공동 대응체이기도 했지만, 정권은 공노협을 노동조합 활동 순화와 투쟁력 완화에 활용하기도 했다.
박정희 정권이 철도청 산하 4개 공작창(인천공작창, 영등포공작창, 서울공작창, 부산공작창) 중 인천공작창을 민영화해, 당시 재계 순위 3위권이었던 자동차 제조 재벌기업인 ‘신진자동차’ 산하 한국기계(주)에 불하를 추진했다. 이를 막아내기 위해 1968년부터 1969년까지 인천공작창 철도노동자들은 자발적 항의 집회를 시작으로 투쟁대책위원회를 구성해 투쟁한 끝에 인천공작창 민영화를 철회시켰다.
1970~80년대에 한국노총과 전국철도노조는 ‘복지사회 건설을 위한 노동조합론’ 노선을 제시했다. 군부정권의 방침과 노조 노선에 따라 상호부조와 복지 공제회 활동 비중이 높아졌다. 나아가 노동조합 예산 편성에서 조직사업이나 쟁의기금의 비중은 완전히 줄어들었고, 복지사업비를 대폭 늘려야 한다는 지침이 내려졌다. 노동부의 지침에 따라 노동조합의 복지 활동은 식당, 교통편의, 기숙사, 사택, 현물급여, 휴게실을 비롯한 각종 복지시설, 도서실 운영이나 혹은 신용협동조합, 매점 운영 등 다방면에 걸쳐 확대, 진행됐다.
전국철도노조는 1975년 12월 23일 제12차 지부장 회의에서 복지기금 조성안 발의 이후 1976년 1월 7일 제4차 중앙위원회 결의를 통해 조합원 복지기금을 조성하기 시작했다. 1976년부터 임금인상에 따른 조합비 총액이 증가함에 따라 전년 대비 증가된 조합비를 경상비로 증액해 지출하지 않고 차액을 별도로 복지기금으로 조성해 매월 적립해 운영키로 한 것이다. 이에 따라 1976년 12월 말 현재 65,960,689원의 복지기금을 적립하였고 목표액 2억 원이 달성되는 1978년부터 조합원 대상 후생복지사업을 세분화해 진행하였다.
1979년 12·12 군사반란에 이어 1980년 5·17 비상계엄 확대를 통해 권력을 찬탈한 전두환 일당은 광주 민중을 학살하고 폭력을 바탕으로 사회를 통제했다. 신군부는 당시 촉발된 노조 민주화와 생존권 투쟁을 잠재우기 위해 ‘사회안정과 부패 척결’을 내세우며 국가보위비상대책위원회(국보위)와 중앙정화위원회 주도로 ‘노동계 정화조치’를 진행했다. 이에 따라 ‘노조 간부 사퇴, 지역지부 해체와 노조 통합’ 등을 강제적으로 진행했다. 정화대상자였던 김종욱 전국철도노조 위원장도 8월 20일 사퇴했다. 전국철도노조는 8월 21일, 25일 두 차례 의장단 회의를 통해 직무대행을 연속 교체했는데 이러한 일련의 불법적 과정에 저항이나 반발 없이 신군부의 노조 관리와 통제에 적극적으로 협조했다. 같은 해 12월 전두환 정권은 노동관계법 개악을 통해 기업별노조 체제를 확립하고 노조 결성부터 교섭, 쟁의까지 악법 조항을 만들어 민주적이고 자율적인 노동조합 활동을 사실상 금지하고 이에 저항한 민주노조를 파괴했다.
