皇家巴伐利亚国家铁路（德语：Königlich Bayerischen Staatseisenbahnen，缩写为K.Bay.Sts.B.）是巴伐利亚王国的国有铁路运营商，成立于1844年。在第一次世界大战结束前，其铁路运营总里程达到8,526公里（包括在1909年1月1日起接管的普法尔茨铁路（德语：Pfälzische Eisenbahnen）），是当时仅次于普鲁士国家铁路（德语：Preußische Staatseisenbahnen）的德国第二大国家铁路。
随着巴伐利亚的君主制体系在一战后退位，巴伐利亚国家铁路中的“皇家”称谓被撤销，并在1920年4月24日以巴伐利亚集团管理局（Gruppenverwaltung Bayern）的名义并入新成立的德意志国铁路。巴伐利亚境内的铁路网络分别由设于奥格斯堡、慕尼黑、纽伦堡和雷根斯堡的4个德意志国铁路分局管理，原普法尔茨铁路则由路德维希港分局管理。至1933年10月1日，德意志国铁路中唯一的集团管理局——巴伐利亚集团管理局宣告解散。
当私营铁路运营商于1835年在纽伦堡至菲尔特间、以及1839年在慕尼黑至奥格斯堡间成功进行铁路运营后，巴伐利亚的国营铁路也开始自1841年起作为“皇家铁路纽伦堡建设委员会”（Königlichen Eisenbahnbau-Kommission zu Nürnberg）成立，并组织修建了由林道经奥格斯堡和纽伦堡至霍夫的铁路。
皇家巴伐利亚国营铁路最初专注于以下三条主要线路的建设：
由于面临资金紧张的局势，巴伐利亚议会于1856年3月19日通过了一项法律，允许成立私营铁路公司在政府的担保下对铁路建设进行融资。因此自1856年4月12日起，国王马克西米利安二世向巴伐利亚东部铁路公司（德语：Actiengesellschaft der bayerischen Ostbahnen）授予了以下线路的特许建设及经营权牌照：
这些线路在工程师保罗·丹尼斯（Paul Denis）和建筑师海因里希·许戈尔（Heinrich Hügel）的带领下，仅用时5年便建成通车。在1862年1月3日和1869年8月3日的续牌中，特许建设及经营权范围进一步被放宽至支线铁路和简化的干线铁路，例如里程较短的雷根斯堡经诺伊马尔克特至纽伦堡的线路。自1874年起，因面临利息担保的需求，巴伐利亚政府在1875年4月15日决定全面进行接管，东部铁路公司也在1876年1月1日并入国家铁路。
1870年1月1日，在莱茵专区（德语：Rheinkreis）境内的三家铁路公司，普法尔茨路德维希铁路（德语：Pfälzische Ludwigsbahn-Gesellschaft）、普法尔茨马克西米利安铁路（德语：Pfälzische Maximiliansbahn-Gesellschaft）和普法尔茨北部铁路（德语：Gesellschaft der Pfälzischen Nordbahnen）合并为普法尔茨铁路（德语：Pfälzische Eisenbahnen）。与此同时，普法尔茨北部铁路还接管了诺伊施塔特-迪尔克海姆铁路公司（德语：Neustadt-Dürkheimer Eisenbahn-Gesellschaft）的全部股权。至1909年1月1日，作为当时德国最大的私营铁路公司，普法尔茨铁路更名为“皇家巴伐利亚路德维希港铁路局”（Königlich Bayerische Eisenbahndirektion Ludwigshafen），被正式纳入国家铁路编制。这一部分铁路的运营里程已达870公里，其中包括60公里的窄轨铁路。为完成这项收购，巴伐利亚政府共花费了3亿马克。
在接下来的数十年中，国家铁路网络得到了不断的建设和加密。20世纪初遍布各地的大部分铁路网络均是在政府的帮助下开发的。随着巴伐利亚的君主制体系在1918年11月结束，国营铁路中的“皇家”称谓被撤销，并在1920年4月24日以巴伐利亚集团管理局的名义并入新成立的德意志国铁路。
区域性的管理机构最初被称为“铁路局”（Bahnämter）或“上级铁路局”（Oberbahnämter），后者分别设于奥格斯堡、班贝格、因戈尔施塔特、肯普滕、慕尼黑、纽伦堡、雷根斯堡、罗森海姆、魏登和维尔茨堡。在1886年以前，它们又被称为“皇家交通管理总局”（Generaldirektion der königlichen Verkehrsanstalten），并自那时起至1906年改称“皇家巴伐利亚国家铁路管理总局”（Generaldirektion der königlich bayerischen Staatseisenbahnen）。铁路专家海因里希·冯·弗劳恩多费尔（德语：Heinrich von Frauendorfer）在1904年至1912年就任新成立的巴伐利亚交通部（德语：Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie）部长，并在这样一个新的管理机构中主持了电气化铁路的推进工作。自1906年起，“铁路运输局（德语：Eisenbahndirektion）”成立，这些机构包括奥格斯堡、路德维希港、慕尼黑、纽伦堡、班贝格、雷根斯堡和维尔茨堡的分局，它们除了班贝格（被并入纽伦堡）外，其余都在1920年被德意志国铁路接管。
与大多数国营铁路一样，巴伐利亚国家铁路也使用由它们本国制造商所生产的的铁路机车。因此，约瑟夫·安东·冯·玛菲（德语：Joseph Anton von Maffei）和格奥尔格·克劳斯（德语：Georg Krauss）成为巴伐利亚国家铁路的主要供应商。它们在1899年和1901年购入4台由美国鲍尔温机车厂生产的机车，并对其现代化的建造技术进行研究。这项研究成果也被运用至新造的巴伐利亚型机车中。
产量仅有1台的巴伐利亚S2/6型蒸汽机车（德语：Bayerische S 2/6）是在玛菲机车工厂的首席设计师安东·哈梅尔（德语：Anton Hammel）的领导下在5个月内研发成功，并在1906年的纽伦堡地区博览会中首次亮相。展会结束后，它于1906年11月21日交付巴伐利亚国国家铁路使用。1907年7月，这台机车在慕尼黑－奥格斯堡的线路中运行速度达到154.5km/h，创造了蒸汽机车的最高速度世界纪录。在1925年退役后，这台机车被陈列于纽伦堡交通博物馆。
继成功研发了这款创纪录的机车后，安东·哈梅尔又在巴登IVf型蒸汽机车（德语：Badische IV f）的基础上研发了用于巴伐利亚王国的太平洋系列机车（德语：Pacific (Lokomotive)），但其轴重达到16吨。这一套被定型为巴伐利亚S3/6型蒸汽机车同样获得了巨大成功，并在德意志国铁路时期按18.4和18.5的型号被进一步生产。
1914年，巴伐利亚最强大的蒸汽机车、首个搭载马莱式（德语：Mallet (Lokomotive)）煤水车的巴伐利亚Gt2×4/4型蒸汽机车（德语：Bayerische Gt 2×4/4）（德意志国铁路96型蒸汽机车）开始投入服务。它们主要用于巴伐利亚境内陡峭坡道上的补机运行。