乌鲁木齐铁路局下属的车站单位如下：直属车站共有三个，包括乌鲁木齐站、乌鲁木齐西站以及阿拉山口站。
在车务段方面，乌鲁木齐铁路局设有四个，分别是：乌鲁木齐车务段、哈密车务段、奎屯车务段以及阿克苏车务段和喀什车务段。
客运服务方面，有一个专门的机构负责，即乌鲁木齐客运段。
对于机务力量，乌鲁木齐铁路局拥有：乌鲁木齐机务段（客运机务段），以及库尔勒机务段。
电力供应方面，乌鲁木齐局下属有三个供电段：乌鲁木齐供电段、库尔勒供电段和哈密供电段。
在基础设施维护上，乌鲁木齐铁路局的工务部门包括六个：乌鲁木齐工务段、哈密工务段、奎屯工务段、库尔勒工务段、阿克苏工务段和喀什工务段，还有乌鲁木齐的工务机械段。
车辆维护方面，设有三个车辆段：乌鲁木齐车辆段、乌鲁木齐西车辆段以及库尔勒车辆段。
电务部门方面，乌鲁木齐和库尔勒分别设有电务段。
最后，乌鲁木齐物资供应段是负责物资管理的一个关键部门。
乌鲁木齐铁路局地处西北边陲的多民族地区。属全国铁路网末端边缘。管辖兰新、南疆2条干线。兰新线东于军垦—疏勒河间914公里加497米处与兰州局分界，西至阿拉山口—哈萨克斯坦的德鲁日巴间的2362公里加248米处与哈萨克斯坦分界；南疆线喀什站为中国铁路网最西端车站，边境口岸站阿拉山口站与哈萨克斯坦口岸站德鲁日巴站相距12.15公里。