Der sprunghafte Anstieg des Eisenbahnverkehrs in Paderborn führte 1908 zur Planung neuer, moderner und größerer Ausbesserungshallen. Die Stadt Paderborn stellte im Norden Bauland zur Verfügung. 1913 konnte die „Königliche Haupt- und Wagenwerkstätte“ ihren Betrieb aufnehmen. Das Gelände maß auf 188.000 m², von denen 1950 52.000 m² mit Werkstätten, Arbeitsbühnen, Schlossereien, Richt- und Waschhallen u. a. Anlagen überbaut waren. Ab 1932 wurden hier nur noch Güterwagen instandgesetzt.
Am 10. Dezember 1941 mussten sich 17 Paderborner Juden mit leichtem Gepäck im städtischen Schlachthof am Tegelweg einfinden. Drei Tage später eskortierten Gestapo- und Polizeibeamte die Gruppe zum Nordbahnhof. Dort mussten sie in einen Zug einsteigen, der sie zunächst nach Bielefeld brachte. Anschließend wurden diese Menschen nach Riga deportiert. Nur vier überlebten den Holocaust.
Als kriegswichtige Einrichtung wurde das Ausbesserungswerk Paderborn Nord im II. Weltkrieg wiederholt angegriffen und zum Teil zerstört, konnte aber bereits im Mai 1945 seine Arbeit wieder aufnehmen. Im November 1948 waren hier 1796 Menschen beschäftigt. Das Werk zählte zu den wichtigsten Arbeitgebern der Paderstadt.
Im Juli 1960 wurde das Ausbesserungswerk am Hauptbahnhof aufgelöst bzw. dem Ausbesserungswerk Paderborn-Nord angeschlossen. Die Mitarbeiter wechselten nach Paderborn-Nord, wo nun beinahe 2000 Menschen beschäftigt waren.
Seit 2002 ist Paderborn-Nord zentraler Vertriebssitz für Güterwagen und gehört zum Netz der DB-Fahrzeuginstandhaltung. Das Betriebsgelände umfasst nunmehr eine Gesamtfläche von 215.170 m², die überbaute Fläche beträgt 67.615 m². Zum Werk gehört eine der größten Radsatzwerkstätten Europas.
