Бронепоезда были изобретены в XIX веке. Первые бронированные поезда применялись в австрийской армии в 1848 году во время венгерского восстания.
Первым поставил пушки на железнодорожные платформы во время Гражданской войны в США полковник Иван Васильевич Турчанинов (Джон Бэзил Турчин), командир 19-го Иллинойского волонтерского полка армии Северных штатов, в 1861 году. Пушки, быстро подвезенные к лагерю южан, стали причиной больших потерь врага. После этого бронепоезда распространились в обоих воюющих армиях.
Уже в 1864 году при осаде Питтсбурга применялись поезда, вооруженные 13-дюймовыми мортирами, которые метали снаряды весом около 100 кг на расстояние до 4,5 км.
Успех начинания произвел впечатление на военное руководство многих стран. Бронепоезда в ходе войны применялись немцами при осаде Парижа в 1871 году. Британцы применяли бронированные поезда для охраны железных дорог в Египте в 1880-е годы и во время англо-бурской войны.
Поменялась форма вооруженного поезда, от платформы с установленным сверху орудием до блиндированных паровозов, тянущих блиндированные вагоны с бойницами, через которые велся обстрел.
Во время Первой мировой бронепоезда и бронедрезины строили в Италии, Франции, России, Австро-Венгрии и Германии. В ту эпоху бронепоезда обычно состояли из бронированного паровоза, который тянул две бронеплощадки, в них стояли вращающиеся орудийные установки (калибром до 76 мм). В амбразуры бронеплощадок в разные стороны были выставлены пулеметы «Максим». По одному орудию и по 4 пулемета на бронеплощадку. Тогда это было грозное оружие.
В Гражданскую войну бронепоезда широко использовались и белыми, и красными и были очень грозным оружием. Броня защищала от стрелкового оружия и осколков снарядов, а скорость — от прямых попаданий снарядов.
Увы, уже тогда проявились слабые стороны бронепоездов — уязвимость при артиллерийском обстреле и при прямом попадании снаряда в вагон и в случае разрушения путей — при артобстреле или подрыве фугаса. Правда, персонал бронепоездов сумел наладить довольно быстрый ремонт разрушенных путей (до 40 метров в час).
К началу Великой Отечественной войны бронепоезда стояли на вооружении РККА. Только в войсках НКВД было 35 бронепаровозов, 35 артиллерийских бронеплощадок и 36 бронедрезин.
Практика боев лета 1941 года показала и слабость бронирования, и слабость ПВО бронепоездов. Немецкие танковые клинья легко перерезали и железные дороги — в 1941 году потеряно 42 бронепоезда.
Бронепоезда были слишком большой мишенью, велика была их уязвимость от артналетов и бомбежек. Но как подвижные батареи, они были очень полезны. Выйти в заданный квадрат, обстрелять и уничтожить артналетом цель, после чего быстро отойти и спрятаться от авиации и артиллерии врага.
При обороне Севастополя знаменитым стал бронепоезд «Железняков», названный немцами «Зеленым призраком». Его 76 мм пушки наносили вермахту серьезные потери. В самом конце обороны Севастополя немцам удалось уничтожить бронепоезд, завалили авиацией оба выхода из туннеля, в котором он находился.
Однако бронепоезда в СССР продолжали строить до 1943 года. Было построено до 100 бронепоездов ПВО. В состав каждого входило до 4 бронеплатформ ПВО. Эти платформы широко использовались — их включали в состав поездов вблизи фронта, где была опасность налетов немецкой авиации.
До конца Великой Отечественной в составе РККА воевали до 200 бронепоездов.
В составе вермахта тоже воевали бронепоезда. Вплоть до 1944 года стандартный фронтовой тяжелый бронепоезд состоял из командного (штаб, санитары, радисты) и пехотного вагонов (2 пулемета), двух тяжелых пехотных вагонов (по 6 пулеметов и 2 миномета калибра 80 мм), четыре артиллерийских вагона (минометы 80 мм, 120 мм и башня от Pz-4). В конце состава были прицеплены бронедрезины. Толщина брони — 20 мм, автономность — 700 км.
Однако развитие артиллерии и авиации подвело черту под использованием бронепоездов. Слишком просто стало подбить паровоз, чтобы остановить бронепоезд, а затем при помощи авиации и тяжелой артиллерии его уничтожить.