臺灣縱貫鐵路各重要車站，皆有車庫設計，日治時期稱「機關庫」，今稱「機務段」，以調度、維修機關車（火車頭）。其中，以「扇形車庫」最具特色，日治中期興建的台北、新竹、彰化、嘉義、高雄、高雄港等車庫，即為此種建物。
「扇形車庫」（RailwayRoundHouse）的名稱由來，正因其是如同一面摺扇造形的車庫，百年來的臺灣火車車庫，以此種車庫最富特色，其輻射如折扇狀的一間間車庫，都是為整備、維修蒸汽機關車而設計的，更顧慮蒸汽機關車不方便倒著行駛的特性，而在其前設置一座轉車台（Turn Table，原以人力，後改為電力），以供機關車一百八十度迴轉。轉車台如扇軸、輻射狀鐵軌如扇骨、建物是扇面，此種建築型態與設計，有豐富的建築表情，也能融入人文色彩，是真正用心設計的鐵道建築。
本車庫，在大正11年（1922）10月與海岸線一同完工啟用，建坪達295坪（置6股，與附屬建物）。因彰化站是縱貫鐵路山、海線的南端起點，佔有鐵路運輸的樞要位置，所以在此設置機關庫以調度列車，並成為機關車的維修重鎮。竣工啟用後，連續二年增建，以因應日益頻繁的列車行駛，在次年（1923）增建2股（今之1、2股），大正13年（1924），又再增建2股（今之9、10股），共達421坪，成為10股規模。昭和7年（1932）11月再度進行增建，次年（1933）3月完工，成為擁有12股的扇形車庫。
中日戰爭時期，因鐵路屬於重要的國防運輸線，本車庫曾遭盟軍飛機轟炸與機槍掃射，如5、6股間即曾被炸彈擊中，迄今仍能見到其修復痕跡（柱子加強成Y字行，與其它I字型不同）。車庫右前方10多公尺高的圓桶型混凝土水塔上，也有多處機槍掃射的彈痕。
民國59年（1970），柴油電氣機車（R20）配屬本段保養，本車庫1-7股也加建維修平台，以利維修柴電機車。
民國68年（1979）7月，西部鐵路電氣化完工，蒸汽火車正式引退。
次年（1980），E100型配屬本段保養，本車庫1-2股也改裝成電氣車維修股。成為柴電與電氣並用，以迄今日。歷經柴電化與電氣化，蒸汽機車已不符需要，陸續退休報廢。以維修蒸汽機關車為主的扇形車庫，也陸續拆除改建成電聯車維修基地，本車庫成為台灣僅存的扇形車庫，也成為蒸汽火車時代的代表性建物。
民國89年（2000）9月1日，指定為縣定古蹟，學者專家認為，「已有八十年歷史的彰化扇形車庫，不僅造就台灣鐵路成長與發展，更為台灣鐵道文化珍貴的一頁。……造形極為特殊，在建築史上或建築技術上均具歷史價值」。
今日彰化扇形車庫，在鐵道文化上，匯聚各種已完成其運作使命的蒸汽機關車，除靜態展示多種機關車外，尚有1950年日本日立生產的65噸蒸汽救險吊車，是蒸汽火車製造技術顛峰期的代表作，也是台灣鐵路唯一的蒸汽大吊車。
CK101蒸汽火車（1917年入籍）也復駛成功，二者皆可作為動態展示，豐富博物館的內容。除了機關車與建築空間，可作為展示主題外，所配備的機關車維修設施，也可經營為動態保存的主題，以發揮展示的積極功能。如此，必能成為鐵道文化再生的另一搖籃。

資料來源：文化部文化資產局