Le Officine di Pietrarsa, o Reale Opificio, vennero concepite nel 1840 da Ferdinando II come un'industria siderurgica in grado di produrre materiale bellico e civile utilizzando anche il ferro che veniva prodotto dal Polo Siderurgico di Mongiana. Lo stabilimento,  inizialmente impegnato nella produzione di proiettili d'artiglieria e cannoni, con il decreto reale del 22 maggio 1843 venne riconvertito con lo scopo di costruire locomotive, ripararle e sopperire a tutti quei bisogni delle locomotive stesse, come ad esempio la produzione degli accessori per i carri.

Nel 1844 vennero iniziati i lavori di riparazione delle prime due locomotive a vapore costruite in Inghilterra, chiamate Impavido e Aligero, mentre nel 1845 iniziò la produzione di nuove locomotive a partire da progetti inglesi, la prima delle quali, costruita interamente in Italia, prese il nome augurale di Pietrarsa. Le officine divennero presto un esempio di uso di lavorazioni e tecnologie di avanguardia tanto che, durante una visita nel 1845, lo zar di Russia Nicola I ne rimase talmente colpito che prese l'officina di Pietrarsa come esempio per la costruzione del proprio stabilimento ferroviario di Kronstadt.

Il 18 maggio del 1852 nel reparto metallurgico delle officine venne prodotta la gigantesca statua di di Ferdinando II, alta circa 4,5 m., mediante la fusione di un monoblocco in ghisa che rappresenta una tra le più grandi opere del genere prodotta in Italia, oggi esposta nel Museo Nazionale Ferroviario di Pietrarsa. L'espansione delle officine continuò fino alla fine del Regno delle Due Sicilie, con la produzione di locomotive d'avanguardia. Queste ultime venivano vendute a prezzi vantaggiosi sia ai paesi esteri che al Piemonte, fino a che, fra il 1861 ed il 1863, in una relazione dell'ingegnere del governo sabaudo Grandis, le officine di Pietrarsa vennero giudicate negativamente, consigliando addirittura la chiusura e vendita o demolizione dell'opificio stesso (scelte che sarebbero andate a vantaggio della produzione industriale settentrionale). A partire dal 20 settembre del 1863 il governo concesse l'opificio in affitto per 20 anni ad una nuova società, la Società nazionale di costruzioni meccaniche, causando il ridimensionamento della manodopera che all'epoca contava circa 850 operai. Nello stesso anno all'officina di Pietrarsa venne accorpata l'officina dei Granili, produttrice di carpenterie metalliche, vagoni ferroviari e pezzi meccanici.

Nel 1873, pur continuando il ridimensionamento della manodopera e perdendo per questo motivo molte commesse, una locomotiva per treni merci prodotta a Pietrarsa guadagnò una medaglia d'oro all'Esposizione Universale di Vienna. Nel 1877 lo stato entrò in possesso della struttura, gestendola direttamente grazie all'ingegnere Passerini che ne risollevò le sorti fino al 1905, quando le officine entrarono a far parte delle infrastrutture primarie delle nuove Ferrovie dello Stato, con il compito di occuparsi delle riparazioni specializzate delle locomotive a vapore. L'officina cessò quindi l'attività produttrice in concomitanza con l'avvento e diffusione di nuovi sistemi di trazione ferroviaria, fino alla completa chiusura.

Dall'inizio della produzione diretta di rotabili fino al 1905 a Pietrarsa risultano costruite 300 locomotive, varie centinaia di carrozze e qualche migliaio di carri merci. Ad oggi, dopo un lungo periodo di abbandono, il sito dell'industria è stato trasformato in un museo ferroviario, il Museo Nazionale Ferroviario di Pietrarsa, riaperto nel 2007.