大分鉄道事業部
1912年(大正元年)12月 - 国有鉄道豊州本線大分駅に隣接する大分機関庫として5700形蒸気機関車7両の配置で開設。
1936年(昭和11年)9月1日 - 全国の機関庫呼称変更により大分機関区に改称。九州内縦断横断鉄路の要衝として蒸気機関車配置数は九州内での第4位となる36両。日豊本線の優等列車用にC51形4両配置。その後、その役割はC55形に交代。
1960年(昭和35年)3月9日 - 日豊本線・豊肥本線・久大本線の旅客貨物の運転業務ならびに検修業務を担当していた大分機関区と、客車・貨車の運用、検修、清掃業務を担当していた大分客貨車区が業務統合され大分運転所が発足。この頃、日豊本線の優等列車用にDF50形ディーゼル機関車が投入され、気動車運用とともに無煙化の兆しが現れるが、いまだに蒸気機関車は50両を越える配置数。
1967年(昭和42年)10月 - 日豊本線幸崎電化によりED76形電気機関車が投入され、さらに翌年にはED74形も入線。DF50形・気動車の運用と合わせ日豊本線の無煙化が進む。