Die Eisenbahnstraße ist eine wichtige Verbindungsstraße im Leipziger Osten. Sie ist 2 294 Meter(!) lang und durchquert bzw. berührt die Stadtteile Reudnitz (Hausnummern 2, 4 und 4b), Neustadt (Hausnummern 1–79), Neuschönefeld (Hausnummern 6–82), Volkmarsdorf (Hausnummern 81–123 und 84–136) sowie Sellerhausen (Hausnummern 125–189 und 138–182). Sie hat den amtlichen Straßenschlüssel 02161.
Die Straße beginnt an einem namenlosen Straßenstern in der Ostvorstadt, der an der Ostspitze des Friedrich-List-Platzes liegt und in den auch die Rosa-Luxemburg-Straße (ursprünglich: »Schönefelder Weg«, später: »Äußere Tauchaer Straße«, »Tauchaer Straße«), Lutherstraße und Mecklenburger Straße (ursprünglich »Althner Straße«) münden. – Die Eisenbahnstraße beginnt an der Grenze zur Gemarkung Neustadt und führt geradlinig in östliche Richtung, wo sie nach 66 Metern an der von Süden kommenden Melanchthonstraße die hier überwölbte Östliche Rietzschke überquert. Hier befand sich ursprünglich die Grenze zur Gemarkung Reudnitz; ab hier gehören die Grundstücke auf der Südseite zum Stadtteil Neuschönefeld. Die Grundstücke mit den Hausnummern 2, 4 und 4b gehören noch heute zum Stadtteil Reudnitz. Bei der Bebauung der Nordseite wurden die Grundstücke mit den Hausnummern 1 bis 5 aber nach Neustadt umgeflurt. – Im weiteren Verlauf nach Osten nimmt die Eisenbahnstraße die von Süden kommende Jonasstraße (ursprünglich »Gustav-Harkort-Straße«), die von Norden kommenden Busse- und Einertstraße und die von Süden kommende Konstantinstraße (hier ursprünglich »Philippstraße«) auf, kreuzt die Neustädter Straße (im Norden ursprünglich: »Hauptstraße«, im Süden »Carlstraße«), entsendete die nach Süden führende Melchiorstraße (ursprünglich »Georgstraße«), nimmt die von Norden kommende Hedwigstraße auf, entsendete die nach Süden führende Thümmelstraße (ursprünglich »Heinrichstraße«) und kreuzt mit der Hermann-Liebmann-Straße (hier ursprünglich »Kirchstraße« und »Kirchweg«, später »Alfred-Kindler-Straße« und wieder »Kirchstraße«) auch die Gemarkungsgrenze zu Volkmarsdorf.
Dieser westliche Abschnitt ist der älteste Teil der Eisenbahnstraße. Er wurde in den 1840er Jahren mit der Gemeinde Neuschönefeld südlich parallel der Bahntrasse der hier 1837 in Betrieb genommenen Leipzig–Dresdner Eisenbahn angelegt und war zunächst wesentlich schmaler als heute. Der erste Name der neuen Straße war gemäß Neuschönefelder Flurbuch von 1849 Bergstraße (Bergſtraße).? Damit wurde wahrscheinlich auf einen Hügel östlich des Kirchwegs Bezug genommen, zu dem die neue Straße führte. – Hetzels Karte 1864 zeigt schon den heutigen Straßennamen Eisenbahnstraße (Eiſenbahnſtraße). Die Südseite der Straße war schon dicht bebaut. – Nach der Verlegung der Dresdner Eisenbahn in ihren aktuellen Verlauf im Jahre 1878 wurde die bisherige Trasse frei. Das Gelände wurde in Neustadt nach 1884 zur Verbreiterung der Eisenbahnstraße genutzt; erst jetzt begann die Bebauung mit Häusern auf der Nordseite der Straße. Seit dem 22. Dezember 1882 verläuft der erste Abschnitt der Neuschönefelder Straßenbahntrasse entlang des Westabschnitts der Eisenbahnstraße.
Der Volkmarsdorfer Abschnitt der Eisenbahnstraße, der an der Kreuzung mit der Hermann-Liebmann-Straße beginnt, führt weiter geradlinig nach Osten. Dabei kreuzt die Straße die Hildegardstraße (ursprünglich »Louisenstraße«), die Elisabethstraße sowie die Idastraße und mündet schließlich in einen Straßenstern, in dem die Torgauer Straße kreuzt sowie die nach Norden führende Bennigsenstraße (ursprünglich »Grenzstraße«) und die von Süden kommende Graßdorfer Straße (ursprünglich »Jacobstraße«, zwischenzeitlich »Schröterstraße«) münden. Seitdem die Bebauung auf einer nördlich gelegenen Industriebrache den Namen »Torgauer Platz« erhielt, wird dieser Name mitunter auch für den eben beschriebenen Straßenstern benutzt. Schon vor der eigentlichen Kreuzung wechselt die Straße in die Gemarkung Sellerhausen. – Die Bebauung der Volkmarsdorfer Eisenbahnstraße begann erst Ende der 1880er Jahre. Das Adressbuch 1888 kennt hier nur ein Haus! – Am 14. Mai 1887 wurde die Neuschönefelder Straßenbahntrasse entlang des Volkmarsdorfer Abschnitts der Eisenbahnstraße bis zur Torgauer Straße verlängert.
Der bisher beschriebene Verlauf von der Rosa-Luxemburg-Straße bis zur Torgauer Straße ist Teil der Bundesstraße 87.
Der Sellerhäuser Abschnitt der Eisenbahnstraße hat eher den Charakter einer Anliegerstraße. Hier nimmt die Straße die von Süden kommende Edlich- und Schützenhausstraße auf, kreuzt die Bautzmannstraße, entsendet die nach Norden führende Gretschelstraße, kreuzt die Geißler- und Paulinenstraße, nimmt in einer gemeinsamen Kreuzung die von Norden kommende Bülowstraße und die von Süden kommende Annenstraße auf, unterquert die auf einer Brücke verlaufende (Neue) Verbindungsbahn und endet schließlich an der von Süden kommenden Portitzer Straße, wobei deren nach Norden führender Teil hier nur ein schmaler Fußweg ist. – Hier begann die Bebauung erst um 1890. Am 13. Januar 1914 wurde die Neuschönefelder Straßenbahntrasse weiter nach Osten bis zum Ende der Eisenbahnstraße verlängert. Hier befand sich eine Kuppelendstelle.
Nach der Eingemeindung von Neuschönefeld, Neustadt, Volkmarsdorf und Sellerhausen zum 1. Januar 1890 wurde schon am Folgetag beschlossen, die verschiedenen Abschnitte in den Vororten zu einer Straße mit dem Namen Eisenbahnstraße zu vereinigen und neu zu nummerieren. Damit entstand der heutige Straßenzug. Die geradzahligen Hausnummern befinden sich seitdem auf der südlichen Straßenseite.
Bei der Einführung der Postbezirke in Leipzig am 1. Mai 1926 kam der Reudnitzer Teil der Eisenbahnstraße (Hausnummern 2, 4 und 4b) zu »Leipzig C 1«, der Neustädter (Hausnummern 1–79) und Neuschönefelder Teil (Hausnummern 6–82) zu »Leipzig O 30« und die Volkmarsdorfer und Sellerhäuser Teile zu »Leipzig O 28«.
Mit der Bildung des Postamtes »Leipzig O 5« im Jahr 1932?/1933 wurde die gesamte Eisenbahnstraße diesem neuen Postbezirk zugeordnet.
Bei der Massenumbenennung am 1. August 1945 wurde die Eisenbahnstraße aus politischen Gründen („Ehre den sozialistischen Vorkämpfern! Ehre den Opfern der Barbarei!“) mit sofortiger Wirkung in Ernst-Thälmann-Straße umbenannt. Damit wurde an den KPD-Politiker Ernst Thälmann (1886–1944) erinnert.
Am 3. Januar 1949 wurde die kurze Verbindung der Straßenbahngleise aus der Ernst-Thälmann-Straße entlang der Annenstraße in die Wurzner Straße in Betrieb genommen. Die östlichen Gleise und die bisherige Kuppelendstelle an der Portitzer Straße wurden abgebaut.
Bei den Umbenennungen vom 19. November 1991 erhielt die Ernst-Thälmann-Straße zum 1. Januar 1992 wieder den Namen Eisenbahnstraße.
Bei der Einführung der Kommunalen Gliederung zum 18. März 1992 wurde die Eisenbahnstraße auf die Ortsteile 20 Neustadt-Neuschönefeld (Hausnummern 1–79 und 2–82), 21 Volkmarsdorf (Hausnummern 81–171 und 84–182) sowie 23 Sellerhausen-Stünz (Hausnummern 173–189) verteilt, wobei die neuen Ortsteilgrenzen zum Teil erheblich von den alten Stadtteilgrenzen abweichen. So kamen die Grundstücke mit den Hausnummern 125–171 und 142–182 zum Ortsteil Volkmarsdorf, obwohl sie im Stadtteil Sellerhausen liegen!
Seit dem 17. August 1992 beziehungsweise dem 10. Dezember 2003 gehörte der westliche Teil der Eisenbahnstraße (Hausnummern 1 bis 79 sowie 2 bis 82) zum Sanierungsgebiet »Neustädter Markt«, das am 28. April 2021 aufgehoben wurde.
Bei der Einführung der fünfstelligen Postleitzahlen zum 1. Juli 1993 wurde die Eisenbahnstraße komplett dem Postleitbezirk 04315 zugeordnet.
Seit dem 5. November 2018 bildet die Straße den Kern der Waffenverbotszone »Eisenbahnstraße«. Betroffen sind die Hausnummern 1–97 und 44–104.
Seit dem 5. Juli 2020 gehören fast alle Grundstücke der Eisenbahnstraße (laut amtlichen Stadtplan außer Nr. 189) zum Sozialen Erhaltungsgebiet »Eisenbahnstraße«.