铁路管理处1970年开工建设，1976年10月通车运营，所辖线路南接陇海线沙塘车站，向北延伸贯通江苏省铜山县、沛县和山东省微山县，全长181.875公里，共有专用线14条、内燃机车9台，自备车辆229辆，全线设7个客货运营车站办理全国直通整车货物运输。

近年来，铁路管理处大力推行“人才队伍专业化、科技装备现代化、运输管理信息化、安全质量标准化、党建工作绩效化”管理，成功树立了徐沛铁路运输品牌，已发展成为年运输能力1500 万吨、生产门类齐全、管理规范的具有煤炭行业特色的自营铁路。先后荣获全国安康杯优胜企业、煤炭工业优秀企业（金石奖）、全国煤炭铁路运输一流企业、江苏省文明单位、江苏省先进基层党组织、江苏省爱国卫生先进单位、上海市员工最满意企业、上海市模范职工之家等荣誉称号。