Precedenti preunitari
Prima ancora della conclusione del processo d'unificazione e della costituzione del Regno d'Italia, un precedente significativo della specialità Genio ferrovieri del nostro Esercito può essere individuato nella linea ferroviaria costruita dall'Esercito sardo durante la guerra di Crimea del 1855. Tale linea, della lunghezza di 12 km, fu realizzata per garantire l'afflusso dei rifornimenti al campo delle truppe franco-britanniche che assediavano la città di Sebastopoli, partendo dallo scalo marittimo di Balaklawa per giungere alla zona di Kamara. Le attività di tracciamento ed armamento ferroviario furono effettuate da truppe del Genio con l'ausilio di soldati provenienti dalle altre Armi, sotto la direzione del Maggiore Raffaele Cadorna. Per il funzionamento della linea, per tutta la durata della campagna, furono impiegati ferrovieri militari e militarizzati.
Nella seconda guerra di indipendenza italiana, si è avuto, poi, il primo esempio di impiego strategico delle ferrovie. Nella campagna del 1859 infatti Napoleone III, che aveva schierato le proprie truppe nella zona di Alessandria-Casale ed aveva effettuato alcune mosse dimostrative per dirigere il grosso delle truppe verso Piacenza, sorprese l'avversario spostando per ferrovia (in otto giorni) la massa dell'esercito franco-piemontese nella zona di Novara-Vercelli-Mantova e disponendosi quindi per il passaggio del Ticino a Boffalora.
Nella stessa campagna del 1859, gli zappatori furono impiegati nella zona di Peschiera per riparazioni ferroviarie (armamento ferroviario e piani caricatori).
Nel 1860, durante la campagna per la conquista delle Marche, dell'Umbria e dell'Italia meridionale, la 6^ Cp del 2° Reggimento Genio (divenuta poi la 1^ Compagnia del 1° Reggimento Genio ferrovieri) combatté al fianco dei fanti partecipando, tra l'altro, alla battaglia per il forzamento del passo del Macerone (20 ottobre 1860).
In tale circostanza la Compagnia sostenne e respinse un violento urto di forze preponderanti nemiche e meritò, per il suo eroico comportamento, una menzione onorevole, successivamente tramutata in medaglia di bronzo al V.M., che ora fregia la Bandiera del Reggimento.

La costituzione della Brigata
Sull'esempio della Prussia che per prima, nel 1866, aveva costituito un corpo esclusivamente preposto al servizio ferroviario in guerra, altre nazioni europee (Inghilterra, Russia, Francia ed Austria) sentirono il bisogno di disporre di unità ferrovieri. Anche in Italia, all'indomani della costituzione del "Regno unitario", ed in considerazione delle esperienze di impiego della ferrovia fatte dall'esercito sardo-piemontese, fu avvertita la stessa esigenza; a Casale, nella sede del Corpo zappatori, fu così costituito un drappello di 60 uomini da addestrare nell'impiego del materiale fisso delle ferrovie.
Nel 1873 il drappello fu sciolto, ma il personale fu immesso nella 10^ e 14^ Cp del Corpo del Genio zappatori che, a seguito di studi effettuati sul modello prussiano, furono trasformate in compagnie ferrovieri. Nacque così, nel 1873, la Brigata ferrovieri, articolata su due compagnie, entrambe dislocate a Torino nella "Caserma della Missione".
Primo Comandante fu il Magg. Boetti che, sin dal 1871, aveva seguito l'addestramento del drappello ferrovieri e gli studi sulla nuova specialità. La scelta della sede di Torino, per la Brigata, fu effettuata anche per il fatto che la città era sede della Direzione generale delle ferrovie Alta Italia; si intendeva così istaurare una relazione di servizio tale da facilitare l'addestramento ferroviario del personale. Fu stipulata tra le parti una convenzione in base alla quale, alla Brigata, venivano ceduti in uso vagoni passeggeri e merci insieme ad altri materiali. La Brigata, per contro, si impegnava ad impartire ai militari una prima istruzione ferroviaria in poligono, per trasferirli successivamente alla Direzione generale stessa, che li impiegava sulle linee. Gli Ufficiali e i Sottufficiali vennero istruiti nel servizio lavori e nel servizio delle stazioni: si cominciò subito a delineare una prima differenziazione fra il personale preposto alla condotta dei treni (fochisti e macchinisti) e quello addestrato per l'armamento delle linee.
Per effetto della legge 30 settembre 1873, che fissava il nuovo ordinamento del Genio, nell'organico di ciascuno dei due Reggimenti esistenti vennero inserite due compagnie ferrovieri; furono pertanto costituite, nell'ambito del 1° Reggimento, due nuove compagnie (una nello stesso 1873, l'altra nel 1877) e quelle già presenti nel 1° Reggimento furono trasferite al 2° Reggimento. Le quattro compagnie, tutte dislocate a Torino, pur essendo inquadrate nei due Reggimenti, andavano così a costituire, nel loro insieme, la Brigata ferrovieri, i cui compiti vennero fissati in attività di coordinamento dell'istruzione e proprie della specialità.