日本陸軍參謀本部是領導和指揮日本陸軍作戰的中樞，最高領導者為參謀總長，其副職為參謀次長，「諾門坎戰役期間」，參謀總長為閒院宮載仁親王元帥陸軍大將，參謀次長為中島鐵藏中將，前者是裕仁天皇在日本陸軍中的代理人，因為當時年事已高，通常由參謀次長主持日常工作，因此在「諾門坎戰役」之後，中島鐵藏因為負有責任而被解職。
中島鐵藏出生於1886年10月12日，1905年11月畢業於陸軍士官學校第18期步兵科，與山下奉文、岡部直三郎、阿南惟幾、重藤千秋、小松原道太郎、安井藤治、黑岩義勝、甘粕重太郎、山脅正隆、藤江惠輔、浜本喜三郎等人為同期同學。
1915年11月29日，中島鐵藏考入陸軍大學第30期，又與石原莞爾、阿南惟幾、清水規矩、田中久一、笠原幸雄、鈴木率道、重藤千秋、瀨谷啟、田邊盛武、岩松義雄、樋口季一郎、關龜治、坂西一良等人同學，並於1918年11月29日畢業。
從陸軍大學校畢業後，中島鐵藏被分配至陸軍參謀本部任職，其後被調到陸軍大學校擔任「兵學」教官，上世紀二十年代末，被調任陸軍參謀本部第四部戰史課長，從事日軍戰史整理和研究工作。
1931年8月1日，中島鐵藏晉升步兵大佐，被調到日本駐朝鮮軍，出任第二十師團第39旅團步兵第77聯隊長，該師團與第十九師團，同是日本派駐朝鮮的兩個師團，長期駐屯在龍山地區。
「九一八事變」爆發後，中島鐵藏所在的第39旅團，被編成混成第39旅團，該旅團除了中島鐵藏的步兵第77聯隊和山縣樂水的步兵第78聯隊之外，另外配屬了池野松二的野炮兵第26聯隊及騎兵第28聯隊1個騎兵中隊，於1931年9月19日從丹東入境，在旅團長嘉村達次少將的率領下進犯中國東北，並協同多門二郎的第二師團進攻瀋陽等地，犯下戰爭許多罪行，而中島鐵藏也由此成為最早入侵中國的大佐級軍官之一。
1933年3月18日，中島鐵藏被調回日本，出任陸軍步兵學校教導聯隊長，與其同日赴任的校長為香月清司中將，但中島鐵藏在教導聯隊長任上僅數月，就於同年8月1日被遴選為裕仁天皇的侍從武官，陪侍在裕仁身邊達四年之久，並在任內晉升為陸軍少將。
1937年3月1日，中島鐵藏又被調回參謀本部出任總務部長，其時其陸大同學石原莞爾擔任第一部（作戰部）部長，而作戰部幾乎集中了參謀本部90%的權限，其地位和作用僅次於時任參謀總長閒院宮載仁親王和參謀次長今井清。
「七七事變」爆發後，日本政府和日軍大本營分為兩大陣營，一為擴大派，一為不擴大派，並為是否向中國華北增兵而爭論不休，而參謀本部是指揮日本陸軍作戰的職能部門，由於日本軍方對發動侵華戰爭早有預案，因此中島鐵藏也曾參與侵華戰爭方略的策劃和制定工作。
由於日本按下了全面侵華戰爭的啟動鍵，而時任參謀次長今井清卻因病不能正常履職，遂由多田駿於8月14日繼任參謀次長之職，同年11月15日，中島鐵藏又開始兼任參謀本部第四部代理部長，同時主持參謀本部兩個職能部門的工作。
石原莞爾與多田駿都是主張不擴大在中國戰事者，他們認為對中國只能蠶食而不能鯨吞，因此主張對華戰爭不可擴大化，希望以談判的方式迫使中國政府屈服，儘管日軍大本營兩派之間爭執不斷，但最終是擴大派占了上風，首相近衛文麿甚至發表了「不以國民政府為談判對手」的宣言，將和平談判之路徹底堵死了，並開始不斷向中國華北和淞滬地區增派兵力。
石原莞爾最終被日軍高層逐出參謀本部，由下村定接任第一部（作戰部）長一職，而戰爭機器一旦啟動，就猶如脫韁的野馬，任誰再也控制不住戰爭局勢的發展了，儘管多田駿曾極力阻止華中方面軍進攻南京，但最終還是被迫簽署並下達了攻擊南京的「大陸第8號令」。
1938年6月，日軍大本營又發動了對九省通衢武漢的進攻作戰，企圖一戰定勝負，徹底解決占領中國問題，但中國軍隊在武漢外圍進行了逐次抵抗，並沒有遭受太大的損失，最終安全地撤出武漢，中日戰爭態勢由此進入了相持階段。
「武漢會戰」之後，多田駿於1938年12月10日被調到日本關東軍，出任駐守琿春的第三軍司令官，中島鐵藏於同日繼任參謀次長之職，輔佐參謀總長閒院宮載仁親王主持陸軍作戰事宜，由此成為日本陸軍中炙手可熱的人物，他是1938年8月1日晉升陸軍中將的。
中島鐵藏在參謀次長任內，經歷的最大事件，就是「諾門坎戰役」，1939年5月11日，在中國東北與蒙古國境交界的諾門坎地區，日本關東軍與蒙蘇軍發生激烈地武裝衝突，儘管中島鐵藏曾極力反對擴大衝突，但日本關東軍高層卻不聽噹噹，任憑武裝衝突規模不斷擴大。
日本陸軍歷來有「下克上」的傳統，由於日本關東軍長期在中國東北駐軍，更是「將在外，君命有所不受」，而「北進計劃」又是日本陸軍的既定方針，原本駐屯在海拉爾的是「騎兵集團」，但該部隊被抽調到華北地區作戰，臨時調動第二十三師團補缺，最終陰差陽錯成為與蒙、蘇軍作戰的主力。
自1939年5月21日開始，時任第二十三師團為小松原道太郎中將，此人也是中島鐵藏的陸士第18期同學，該師團在其率領之下，與蘇蒙軍發生激烈的武裝衝突，由於日軍長期在士兵中灌輸「日俄戰爭」中的勝利，大都認為蘇軍不堪一擊，但通過雙方的激烈交戰，才知道蘇軍力量非常強大，尤其是在坦克和火炮力量上，蘇軍比日軍要強大的太多，但日軍的武士道精神也不是徒有虛名。
1939年8月4日，為應對諾門坎對蘇作戰，日軍大本營組建了第六軍，調荻洲立兵中將出任第六軍司令官，該軍司令部設在海拉爾，下轄小松原道太郎的第二十三師團和第8國境守備隊，還配屬了第1戰車團，由小松原道太郎擔任諾門坎前線指揮官，安井藤治的第二師團和國崎登的第七師團也被劃歸第六軍作戰序列，只是這兩個師團遠離諾門坎地區，一時還無法投入對蘇作戰。
1939年8月20日，是諾門坎戰役的轉折點，蘇軍在朱可夫的統領下，開始由守勢轉為攻勢，最終將諾門坎地區日軍打得狼狽不堪，再無還手之力，遂主動撤離了諾門坎地區，第二十三師團更是被殲滅了11950人，傷亡率達到了79%，整個師團幾乎被打殘了。
諾門坎戰役之後，日軍大本營從此就中斷了「北進計劃」，並在戰後開始追究戰敗責任，日本關東軍司令官植田謙吉大將、參謀長磯谷廉介中將，第六軍司令官荻洲立兵中將等人均被撤職，小松原道太郎也被轉入預備役。
而中島鐵藏也於1939年10月2日被剝奪參謀次長之職，而改任參謀本部附，同年11月15日被停職待命，12月1日被轉入預備役，而參謀總長閒院宮載仁親王卻相安無事，畢竟此人是皇親國戚額，只能由中島鐵藏來背鍋「諾門坎戰役」的戰敗責任。
中島鐵藏被閒置兩年多之後，於1942年7月3日被重新啟用，出任陸軍司政長官，儘管該職務屬於文職，但大都是由退役的高級將領擔任，通常是擔任日軍占領地的地方行政長官，至於中島鐵藏究竟是擔任哪裡的陸軍司政長官，並沒有史料記載，有知曉的讀者可在評論區留言。
中島鐵藏曾獲得功四級和功三級金鵄勳章各一枚，日本戰敗後的經歷不詳，死於1949年7月25日，日文資料中的表述是「歿」，因其終年只有63歲，因此最大的可能是病亡。