Официальной датой образования вагонного ремонтного депо Серов является 19 сентября 1948 года. Спустя десятилетие устаревшие, малые по площади цеха и механизированные линии прошли модернизизацию. В 1992 году проведена реконструкция тележечного и колесного цехов, а также отделения по ремонту автосцепного оборудования. В 2003 году вагонное депо Серов-Сортировочный было реорганизовано и стало структурным подразделением реформированной Свердловской дирекции по ремонту грузовых вагонов Свердловской железной дороги. В 2011 году депо Серов — сортировочный вошло в состав Екатеринбургского филиала ОАО «ВРК-2» в качестве обособленного структурного подразделения. Новый этап развития начался в 2020 году, когда депо вошло в состав «Новой вагоноремонтной компании».
С момента вхождения в Группу НВРК объемы планового ремонта в ВРД Серов выросли более чем вдвое (с 1013 вагонов в 2020 году до 2534 вагонов в 2022 году). Депо Серов из убыточного постепенно превратилось в стабильно прибыльное. В настоящее время предприятие уверенно входит в категорию А по результатам финансово-экономической деятельности. Рост объемов связан с реорганизацией работы депо и технической модернизацией в рамках инвестиционной программы.
В декабре 2021 года введен в эксплуатацию единственный в регионе современный промывочно-пропарочный комплекс. В депо предоставляют клиентам все виды ремонта. С июля 2021 года в депо осуществляют плановый ремонт инновационных вагонов производства АО «НПК «УралВагонЗавод» модели 12-196-01 и 12-169-02 с тележкой модели 18-194-1. В 2023 году проведенная реконструкция цеха покраски вагонов позволила ввести в эксплуатацию 4 полноценных ремонтных позиции и дала возможность увеличить выпуск плановых видов ремонта. В августе 2023 года получен колесотокарныйо станок КЗТС 1836 М10, прошедший капитальный ремонт на петербургском станкозаводе «ТБС». Предприятие специализируется на ремонте полувагонов, крытых, нефтебензиновых цистерн, платформ, хопперов для перевозки цемента, зерна, минеральных удобрений.