Посёлок расположен как узловая станция ВСЖД Хребтовая на стыке ж. д. линий Тайшет — Лена и Хребтовая — Усть-Илимск, на автодороге Братск — Усть-Кут, в 18 км от районного центра — г. Железногорска-Илимского.

Название получила от места расположения — на вершине Илимского хребта, высота над уровнем моря 607 м. Ранее именовалась д. Избушина. Название Хребтовая появилось в конце 1930-х гг. на проекте строительства железной дороги Тайшет — Лена. Со строительством железнодорожной трассы в конце 1940-х гг. возникла станция Хребтовая. Поселение относилось к Илимскому сельскому Совету. В 1964 г. был образован Хребтовский сельский Совет, на территории которого находились населённые пункты: п. Хребтовая, ст. Карстовая, ст. Татьянка. В 1967 г. п. Хребтовая отнесён к категории рабочих поселков.

С закрытием Илимского, Хребтовского и Оренбургского леспромхозов никаких производств, кроме железной дороги нет.