История закладки рельсовых дорог в России начинается в конце 18 столетия, когда были впервые проложены лежневые дороги на железоделательных заводах, рудниках и шахтах. Первую рельсовую чугунную дорогу построил на Алтае в первом десятилетии 18 века горный мастер П.К.Фролов (Змеиногорская дорога). В 1834 в Нижнем Тагиле на заводе им. Демидовых Черепановы собрали первый русский паровоз, который вез по специальной дороге состав в 3,3 тонны и развивал скорость до 15 верст.

Царскосельская железная дорога послужила началом строительства сети железных дорог в России. 30 октября 1837 в 12:30 первый поезд поехал по железной дороге общего пользования С.-Петербург – Царское Село. Общая длина путей составляла 25 верст (около 26,3 км). На Царскосельской железной дороге построили ряд сооружений, в частности, мостов, среди которых самый длинный (через Обводный канал) насчитывал около 25,6 м. За границей закупили 7 локомотивов и разные экипажи для поездов: открытые шарабаны, закрытые дилижансы, линейки с мягкими сиденьями и кареты (так называемые «берлины»). В 1838 в Петербургском технологическом институте для этой дороги создали паровоз «Проворный».

С 1837 по 1841 перевезли в общей сложности 2,5 млн пассажиров. За этот промежуток времени Царскосельская железная дорога принесла казне доход в 360 тысяч рублей. Основное значение ЦЖД заключалось в том, что на ее опыте строительства и использования была доказана на практике реализация постоянной работы железнодорожного транспорта в погодных условиях России в течение всего года. Коммерческое использование данной дороги показало успешность и целесообразность этого нового вида транспортного средства. Став первым опытом в устройстве железнодорожного движения России, эта дорога помогла осуществить развитие и широкую постановку железнодорожного дела в государстве.

В 30-40 годах 19 столетия возник вопрос о немедленном соединении надежной дорогой Петербурга с основными районами страны. 1 февраля 1842 Николай I подписывает указ о строительстве первой железнодорожной магистрали С.-Петербург — Москва.

В 1843 начинаются первые строительные работы. Дорога возводилась по инженерным параметрам, которые обеспечивали не только экономическую целесообразность, но и необходимую пропускную способность. По приказу П.П.Мельникова ширину колеи установили в 5 футов (1524 мм). В будущем она стала стандартной для железных дорог в России. Русские инженеры в первые же годы строительства дорог остановили свой выбор на широкоподошвенных рельсах. На путях С.-Петербург – Москва уложили именно такие рельсы, которые были изготовлены на Людиновском заводе. Позже этот вид рельс распространился на все железные дороги мира.

Первые рельсы были в основном из чугуна. Но вскоре было доказано, что стальные рельсы меньше подвержены износу и они равномернее, чем их чугунный аналог. Чугунные рельсы больше не использовались на железных дорогах. Сам профиль рельса за 140 лет не претерпел существенных изменений, а вот его масса увеличилась до 75-77 кг/м. Следует подчеркнуть, что при возведении дороги С.-Петербург – Москва шпалы были пропитаны под давлением. На большей части первых железных дорог использовались непропитанные шпалы, потому древесина выходила из строя спустя 8-12 лет.
1 ноября 1851 произошло официальное открытие движения на Санкт-Петербург по Московской железной дороге.