Hala postojowo-naprawcza parowozowni została zbudowana w 1902 r. Zgodnie z ówczesnymi trendami w projektowaniu takich obiektów miała kształt wachlarza, którego zachodni bok był równoległy do torów głównych. Wjazd na dwanaście stanowisk w hali umożliwiała obrotnica o średnicy 22 m o napędzie ręcznym. Stanowiska wyposażone były w kanały rewizyjne. Od północy do hali przylegał budynek warsztatu mechanicznego. Ze stanowiska nr 2 wyprowadzony był tor przechodzący przez warsztat. W następnych latach halę rozbudowano do siedemnastu stanowisk. Obok wyprowadzono jedenaście torów postojowych w układzie promienistym również połączonych z obrotnicą.

Podczas I wojny światowej w październiku 1914 r. hala parowozowni została zburzona. Po wojnie została odbudowana. Parowozownia Łódź Kaliska po upaństwowieniu kolei stała się głównym miejscem stacjonowania parowozów obsługujących łódzki węzeł kolejowy. W okresie międzywojennym stale przydzielonych do parowozowni było około 100 lokomotyw.

W czasie II wojny światowej władze okupacyjne przystąpiły do modernizacji parowozowni. Około 1942 r. halę postojową rozbudowano i rozszerzono do 25 stanowisk. Nowe stanowiska wyposażone zostały w urządzenia do demontażu zestawów kołowych i wewnętrznego mycia kotłów parowozowych. Wymieniono również obrotnicę na większą o średnicy 23,5 m i o napędzie elektrycznym. Na okres przebudowy tymczasowe stanowiska postojowe dla lokomotyw urządzono na nowo wybudowanych bocznicach na terenie po północnej stronie ul. Srebrzyńskiej, a wzdłuż toru szlakowego wyprowadzono dodatkowy tor poza ul. Drewnowską połączony z trójkątem do obracania parowozów zlokalizowany na polach pomiędzy ulicami Wrześnieńską i Inowrocławską.

Po wojnie hala parowozowni funkcjonowała w niezmienionej postaci. Po 1974 r. parowozownia Łódź Kaliska już jako lokomotywownia stała się ostatnim zakładem na terenie miasta obrządzającym parowozy. Pod koniec lat 70. cztery stanowiska w hali przystosowano do obsługi lokomotyw spalinowych. Ze względu na stale zmniejszającą się liczbę przydzielonych parowozów po 1981 r. fragment hali obejmujący stanowiska od nr 13 do 21 zaadaptowany został dla obsługi taboru samochodowego. W 1982 r. budynek wzniesiony z czerwonej cegły otynkowano. W dniu 11 października 1984 r. z lokomotywowni wyjechał ostatni parowóz.

W 1987 r. rozpoczęto modernizację hali, w ramach której podwyższono części obejmujące stanowiska 8-12 i 21-25 oraz nad stanowiskami 1-2 wzniesiono nowy dwupiętrowy obiekt z warsztatem, częścią biurowo-socjalną i szkołą przyzakładową. Wszystkie stanowiska przystosowane były do obsługi lokomotyw spalinowych. Na skutek reorganizacji kolei w 1997 r. lokomotywownia zakończyła działalność. W 2000 r. zlikwidowano obrotnicę a następnie rozebrano fragment hali obejmujący stanowiska od 13 do 25. Obecnie pozostała część dzierżawiona jest firmom prywatnym.