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国鉄C11形蒸気機関車は、国鉄の前身である鉄道省が1932（昭和7）年に設計した過熱式のタンク式蒸気機関車です。老朽化した種々雑多な支線・区間運転用機関車群の代替用として、1930（昭和5）年に設計されたC10形の改良増備機として設計・製造された軸配置1C2の小型タンク機関車です。
1920年代の国鉄では、第一次世界大戦終結後の日本経済の低迷と、特に都市部での並行私鉄線や自動車の台頭などの事情から、旅客・貨物輸送ともに輸送単位の縮小や列車運行回数の高頻度化が求められるようになっていました。そこでその要請に応えるべく、C51形やC53形といった大型制式蒸気機関車の新製投入で余剰となった、6200形などの鉄道国有化以前に製造された軸配置2Bのテンダー式蒸気機関車を改造した軸配置2B1などのタンク機関車を、支線区運用や都市部の区間運転などに充てることとしました。しかし、それらの車両は改造の時点で製造から既に20年前後が経過しており、改造後10年を経ずして老朽化のために休車扱いとなる車両が発生するなど、その状態は思わしくありませんでした。また種車の形式が種々雑多で構造や交換部品の仕様などが完全には統一されておらず、保守作業の規格化という観点からも望ましくありませんでした。
都市部での旅客列車の高頻度・高速運転については、当時地方私鉄を中心に実用化が進みつつあったガソリンカーなどの内燃機関を動力とする気動車も選択肢の一つであり、1929（昭和4）年には鉄道省初の制式ガソリン動車であるキハニ5000形が製造されました。しかし、これは搭載機関出力の非力さや設計面での未熟などが重なって、これらの老朽タンク機関車による旅客列車を代替するには全く不十分なものでした。
そこで制式テンダー機関車では、当時最も小型であったC50形を基本としつつ、支線区の輸送需要を考慮して一回り小型化し、炭水を無補給で50kmから60km程度の距離を走行可能とする石炭庫と水タンクの搭載、それにそれらの重量の変化による動軸重の変化を抑制するために2軸従台車を付加する形で、国鉄としては1917（大正6）年の4110形最終増備グループ以来13年ぶりとなる、新設計の制式タンク機関車が作られることとなりました。
その先駈けとなったのは鉄道省の島秀雄を主務設計者として鉄道省・国内機関車メーカー各社によって共同設計され、1930（昭和5）年に製造されたC10形です。これは主として都市部に配置されました。しかし、このC10形は性能面では概ね満足な成績が得られたものの、従台車を2軸台車としたにもかかわらず動軸重が13 tを超過し、軸重制限の厳しい丙線以下の支線区への投入には適さないという問題がありました。そこでこの新型タンク機関車の本格量産にあたって、C10形に続き1931（昭和6）年に設計されたC54形で得られたノウハウを盛り込んで設計をさらに見直し、特に薄鋼板部品の接合に折から実用化が急速に進みつつあった電気溶接を採用するなど、新技術を積極的に導入して軽量化を図ることで、動軸重を13 t以下に抑えることとなりました。
この新型機関車はC10形の続番としてC11形という形式が与えられ、C10形に引き続き島秀雄を主務設計者として設計作業が行われました。
本形式では水タンク・石炭庫・運転室など薄鋼板を使用する部分について構造の見直しと工作法の工夫が行われ、これにより運転整備重量をC10形比で約5パーセントの削減となる66.05 t、動軸重で最大12.5 tの範囲内に収め、C10形と比較して入線可能線区を大幅に拡大することに成功しました。
また本形式は不況期の輸送需要減少を背景として開発された機種ですがコンパクトで使い勝手がよく、戦時中に貨物輸送能力の増強用として支線区を中心に投入されたこともあり、その総数が381両に達するという、国鉄近代型制式蒸気機関車の中でも有数の成功作となりました。また、その設計で得られた知見はC54形の後継機種となるC55形の設計にフィードバックされ、国鉄最後の新設計制式蒸気機関車となったE10形まで引き継がれており、その面でも大きな成功を収めた形式となりました。
最初は主に西日本の都市近郊や主要支線で使用されました。近畿地方の快速列車を牽引した際には特急と張り合う俊足ぶりを発揮しました。やがて活躍の場を広げてほぼ全国各地に配属され、主にローカル線の列車牽引に使用されました。気動車が普及するにつれて余剰となり始め、1960（昭和35）年ごろから少しずつ廃車が出ましたが、貨物列車用や入換用として蒸気機関車の末期まで数多く残りました。
本形式による優等列車運用への充当例としては、現役時代も終わりに近づいた1965（昭和40）年10月から1968（昭和43）年9月にかけて、肥前山口駅で長崎発着編成と佐世保発着編成を分割併合して運行されていた寝台特急「さくら」の佐世保発着編成のうち、佐世保線早岐 – 佐世保間8.9kmの牽引に抜擢されたのが最も良く知られています。
