国鉄時代の1968年10月のダイヤ改正において、東京北口の大幅な輸送力増強が計画され、東北・常磐・高崎・上信越線方面の中長距離旅客列車および東北・高崎線の通勤電車が、増発によって尾久客車操車場（尾久客車区→現・尾久車両センター）の収容能力では対応不可能と判断され、滞泊基地を新設する必要が生じた為、1969年4月に設置された。分割民営化後、2001年4月の大宮支社発足に伴い小山電車区の下部組織となり同電車区東大宮派出所となり、2003年1月に当時小山電車区所属の189系「彩野」の常駐基地とした。その後、組織改編に伴い小山車両センター東大宮派出所へ改称。2006年3月の組織変更で当センターの下部組織とされ、東大宮センターに改称された。この際、高崎車両センターと小山車両センター配置車の一部が転入し、新たに車両配置が開始されたことにより、自社他の車両基地同様の業務が行われるようになった。
センターでは、「新保全体系」と「従来の保全体系」のもとで、検査周期を設定し、これに沿って検査修繕を進めている。なお、検査の詳細は、日本の鉄道車両検査の記事を参照。
センターの組織には、所長以下、計画部門の部署が総務科、生産管理科（計画・工程管理・外注などの担当）、品質管理科（事故防止・保全指導など）、技術科（技術開発・教育・改造など）の4科、現場の施工部門の部署が、車両検査科（出場検査・構内入換、東大宮センターの管轄、構内試運転などの担当）、車体一科（台車・輪軸など）、車体二科（車体・改造業務など）、車体三科（電気機器・空制機器）の4科と、8科体制で組織されている。車両検査科には、「新幹線プロジェクト」として、新幹線電車の不具合対応や、新幹線関係検修社員の教育を受け持つチームが、技術科の下には台車・輪軸技術センターが属している。
工場開設当初の主な業務は客車や貨車の修繕・補修であり、蒸気機関車の製造も進められた。国有化後は、蒸気・電気機関車の検査・修繕を主力に、蒸気・電気機関車、客車の製造も行い、昭和初期よりディーゼル機関車及び気動車の、1950年（昭和25年）に電車の検査・修繕を開始した。1957年（昭和32年）には交流電気機関車ED45 1の修繕も行った。戦後の電化の進展により、1968年（昭和43年）10月までに70年に亘る蒸気機関車修繕は一度幕を閉じた。しかし、その修繕の経験と歴史が「SL魂」として、検修関係者に引き継がれ、他の車種の修繕技術向上に役立ち、現在にも生きている。民営化後も電車などの製造も行ったが、その後、車両製造は車両メーカーに、車両解体業務は自社他の車両工場に譲り、現名称後は、電車の検査・修繕を主力として、その他改造業務や、「SL魂」を活かしたSL復元工事とその後の検査・修繕を行っている。
センター本所のこれまでの歴史・沿革を、時代毎にまとめたものを下記に示す。なお、東大宮センターの歴史・沿革については、後述の東大宮センター（東大宮操車場）#東大宮センター（東大宮操車場）の歴史の項を参照。
2007年10月14日の鉄道博物館オープンに合わせて、徒歩で博物館へ向かう利用者などに対し、大宮駅から鉄道博物館への徒歩のルート上にある道路（通称・工機部前通り）に面した、センター本所外周西側の沿道整備を行った。沿道には、3箇所のRAILWAY GARDEN PROMENADE（レールウェイガーデンプロムナード、以下：R．G．P）を設置し、3箇所のR．G．Pの内1箇所は、センター本所内の施設を見学できるエリア、2箇所は車両が保存されている。また、外壁にJR東日本の保有車両の写真と解説パネルを展示している（下の画像を参照）。なお、保存車両の詳細は後述の保存車両の項を参照。
バラク・フセイン・オバマ・シニアは、東アフリカがイギリス領であった時代のケニアのニャンザ州シアヤ県にあるニャンゴマ・コゲロ村に生まれた。父フセイン・オニャンゴ・オバマ（Hussein Onyango Obama）の2番目の妻アクム・ハビバ・オバマ（Habiba Akumu Obama）が母である。1950年から1953年にかけて、マセノの公立高校で学ぶ。オバマ・シニアについた教師は「とても目端がきいて、しっかりしている。頼りにできるし、愛想もいい」と記録している。1954年、オバマ・シニアは最初の結婚をする。18歳だった。1959年、トム・ンボヤのつくった制度により経済学の奨学生となる。海外への留学の機会を得た。すでに妻との間に子を儲け、しかも彼女は第2子を宿していたが、オバマ・シニアはアメリカへと飛んだ。オバマ・シニアは23歳でマノアのハワイ大学に入学する。1961年2月、マウイ島で2度目の結婚をした。しかし、結婚相手がオバマ・シニアは既婚であることを知るのはずっと後になってからである。同年8月、ジュニアが誕生した。ハワイ大学を卒業して、ハーバード大学院に入学。ユダヤ系アメリカ人である女性と知り合い、経済学の修士課程修了後は彼女とともにケニアへ戻った。後にオバマ・シニアは彼女と3度目の結婚をしている。1965年、オバマ・シニアは故郷であるケニアへ戻り、石油会社に就職した。またケニア運輸省でエコノミストを務める。後にケニア財務省の上級エコノミストにもなった。同じ年に「我々の社会主義が直面する諸問題」という論文を発表し、国家プロジェクトの青写真を厳しく批判した。バラク・オバマの回想によれば、この論文は大統領との確執を招き、オバマ・シニアのキャリアを台無しにしてしまった。1969年、オバマ・シニアはその職を解かれ、要注意人物扱いを受けた。オバマ・シニアは46歳のとき、ケニアのナイロビにおける人生で3度目の交通事故で命を落とした。