Der heutige osnabrücker Rangierbahnhof liegt im Stadtteil Fledder zwischen der Autofabrik Karmann und dem ehemaligen Stahlwerk Klöckner. Der Bahnhof ist einseitig ausgerichtet und erstreckt sich in ost – westlicher Richtung, ist jedoch von allen vier Richtungen über die Kurvenbauwerke zu erreichen.

Am 30. Oktober 1905 gab die königliche Eisenbahndirektion zu Münster bekannt, dass der neue Güter- und Rangierbahnhof im Fledder gebaut werden sollte.
Bis zu diesem Zeitpunkt gab es in Osnabrück drei Punkte, an denen Güterzüge endeten:
– Bereits im Jahre 1855 war der erste Rangierbahnhof, westlich des Hannoverschen Bahnhofs in Betrieb genommen worden.
– Die Güterzüge der Köln – Mindener Eisenbahn endeten in Höhe des sog. Bremer Bahnhofs, der heutigen Klusgrupppe.
– Güterzüge, die seit 1876 auf der Oldenburger Südbahn verkehrten endeten im Bahnhof Eversburg.
Der Beschluss zum Bau der neuen Anlage war in jenen Tagen heftig umstritten, wurde doch eine Teilung der Stadt befürchtet.
Alternative Pläne sahen Hörne für den Bau vor. Ebenfalls überlegte man den neuen Rangierbahnhof in Velpe (westlich von Osnabrück) zu bauen und Osnabrück lediglich durch Übergabefahrten zu bedienen, doch wirtschaftliche Gründe gaben letztlich den Ausschlag für den Standort Osnabrück.
Der Bauplan sah umfangreiche Gleisanlagen, sowie ein Bahnbetriebswerk und eine Güterabfertigung mit überdachten Verladerampen vor. Desweiteren sollte der neue Rangierbahnhof von Münster direkt zu erreichen sein, was zum Bau der Kurven führte, welche dem osnabrücker Bahnhof sein charakteristisches Aussehen verleihen. Im Jahre 1912 wurde der neue Rangierbahnhof Osnabrück in Betrieb genommen, endgültig fertiggestellt wurde er erst ein Jahr später.
In seiner vollen Länge erstreckte sich der neue Rangierbahnhof vom Zentralbahnhof bis zum Bahnhof Lüstringen. Die neuen Verbindungskurven stellten sicher, dass er von allen Güterzügen, die Osnabrück ansteuerten direkt erreicht werden konnte. Die neue Anlage war wie folgt gegliedert:
Vom Bahnhof Lüstringen kommend wurde die Einfahrgruppe an die Strecke Löhne – Osnabrück angeschlossen.
Diesen Gleisen folgte der Ablaufberg, über den Güterwagen in die einzelnen Richtungsgleise gedrückt wurden. Hier wurden diese Wagen zu neuen Zügen oder Übergaben zusammengeschlossen.
Für den Fall, dass Wagen in die falschen Gleise gedrückt wurden, waren zwei Nachordnungsgruppen mit kleinen Nebenablaufbergen den Richtungsgleisen nachgestellt. Ganz am Fuß dieser Anlage befand sich der Güterbahnhof. In der neuen Güterabfertigung hatten bis zu 202 Wagen gleichzeitig Platz. Der Güterabfertigung benachbart war das neue Bahnbetriebswerk Osnabrück Rbf. Der Ringlokschuppen , im Jahre 1913 fertiggestellt, bot 34 Stellplätze für Lokomotiven. Über zwei Drehscheiben konnten die Loks ihre Stellplätze erreichen.
Von diesem Betriebswerk aus wurden sämtliche von Osnabrück abgehenden Güterzüge und die auf der unteren Strecke verkehrenden Personenzüge bespannt.

Während des zweiten Weltkriegs wurde Osnabrück durch Alliierte Bombenangriffe schwer beschädigt. Neben den großen Industriebetrieben war auch der Rangierbahnhof Zielscheibe dieser Angriffe und wurde sehr schwer beschädigt.
Der Betrieb musste weitergehen, so dass auch der osnabrücker Rangierbahnhof schnell wieder aufgebaut wurde, an der Schellenbergbrücke wurde ein neues, elektromechanisches Stellwerk errichtet.
Doch Anfang der 60er Jahre reichten die Kapazitäten des Rangierbahnhofes nicht mehr aus, so dass zu Verkehrsspitzenzeiten auf die Bahnhöfe Hasbergen und Bramsche ausgewichen werden musste.
Des Weiteren hatte die Stadt Osnabrück 1962 den Stadtteil Fledder als Industriegebiet ausgeschrieben. In kürzester Zeit siedelten sich viele Betriebe dort an, die neben den Straßenverbindungen auch einen Gleisanschluss verlangten. Im Zuge einer generellen Modernisierung der Stellwerke und Signaltechnik im Gesamtumfang von ca. 70 Millionen DM wurde auch der Rangierbahnhof zu Osnabrück für rund 12 Millionen Mark von Grund auf erneuert. Die alten mechanischen und elektromechanischen Stellwerke wurden durch drei Spurplanstellwerke der Firma Siemens ersetzt.

Des Weiteren wurden die Weichenbündel, hier verzweigen sich die Richtungsgleise, dichter an den Ablaufberg herangeführt. Der Ablaufberg wurde um 70 Zentimeter angehoben. Hierdurch wurde eine höhere Ablaufgeschwindigkeit und kürzere Laufwege in die Richtungsgleise erreicht. Auch konnten die Richtungsgleise jetzt mehr Wagen als vorher aufnehmen. Bei diesen Arbeiten wurden große Teile der Gleisanlagen verschoben oder neu verlegt. Vervollständigt wurden die Umbauarbeiten durch den Einbau von gewichtsautomatischen Balkengleisbremsen.
Von dem neuen Stellwerk “Oro” konnten diese auch durch ein Steuerpult elektrisch gesteuert werden, diese Technik war damals einmalig in Deutschland. Als erstes der neuen Stellwerke wurde 1965 das Wärterstellwerk “Ors” in Betrieb genommen. Seine Baukosten betrugen ca. 2,7 Millionen Mark. Mit der Inbetriebnahmen des “Oro” im März 1966 war der Umbau des Rangierbahnhofes abgeschlossen.
In dem “neuen” Osnabrücker Rangierbahnhof wurden zu dieser Zeit jeden Tag an die 3000 Güterwagen abgefertigt. Diese verließen Osnabrück in alle Richtungen.

Aufgrund der Ungleichbehandlung von Straße und Schiene ist das Verkehrsaufkommen in den letzten Jahren zurückgegangen, folglich mußte die Güterabfertigung 1997 geschlossen werden.
Das Gebiet der Bedienfahrten hat sich jedoch ausgeweitet. Bis Löhne, Rahden, Diepolz, Rheine, Bad Bentheim, Lingen und Großenkneten werden heute Gleisanschlüsse von Osnabrück aus bedient.