Negli anni Cinquanta gli elementi di arredo delle Ferrovie dello Stato erano caratterizzati da dei monogrammi. Il 1958 segna la prima di una lunga serie di versioni del logo FS. Si tratta di una versione sperimentale che rappresenta un monogramma in alluminio su fondo cassa grigio perla applicato ad una locomotiva. Gli anni Sessanta vedono un’evoluzione del logo aziendale che viene collocato sulle locomotive sotto forma di un fregio frontale in alluminio, di colore verde su fondo cassa grigio.
Il 1970 vede un’altra trasformazione del logo aziendale per rispondere alle esigenze dell’alta velocità. Il logo si trasforma quindi in un fregio frontale in alluminio su fondo cassa grigio perla, dalla forma “a televisore”. Tale logo era presente già nel 1965 con le carrozze tipo X (carrozze viaggiatori). Negli anni Ottanta il logo delle Ferrovie dello Stato viene nuovamente modificato. Introdotto per la prima volta nel 1982 sulle carrozze tipo X, la forma di questo logo è "a losanga".
Alla fine del 1994, in linea con il cambiamento della identità societaria del Gruppo, il logo si trasforma di nuovo, seguendo lo schema di colori XMPR, già adottato dal gruppo per le livree dei nuovi rotabili. Nel 2000 il logo del 1994 viene ridisegnato nel dettaglio degli spigoli mentre la forma principale e i colori rimangono invariati. Nel 2007 tramite un sondaggio online le persone hanno espresso la propria preferenza tra i vari loghi del passato. Il marchio realizzato nel 1994 è risultato essere il favorito ed è diventato la base di partenza per i futuri sviluppi. Nel 2008 viene presentato al pubblico il nuovo logo: la forma originale rimane invariata mentre i colori sono quelli della bandiera italiana.
Nel corso di una assemblea straordinaria del Gruppo FS, tenutasi il 24 maggio 2011, l’azienda ha aggiunto la denominazione "italiane" alla ragione sociale originaria. Di contro, al logo realizzato nel 2007 è stato aggiunto il nuovo aggettivo.