1909年9月24日，第一條由中國人自行設計，投入運營的鐵路正式全線開通，它就是由詹天佑主持修建並負責的京張鐵路。它連接北京豐臺區，經八達嶺、居庸關、沙城、宣化等地至河北張家口，全長約200公里，1905年9月開工修建，於1909年建成。是中國首條不使用外國資金及人員，由中國人自行設計，投入營運的鐵路。這條鐵路工程艱鉅。現稱爲京包鐵路，以前的京張段爲北京至包頭鐵路線的首段。

2018年1月，京張鐵路正式入選中國工業遺產名錄。

發表主持

在1905年，詹天佑主持修建中國鐵路的建議，即京張鐵路，經4年時間受衆人接受，詹天佑從此拉開了建造中國鐵路的序幕。

籌集資金

早在1899年之前，俄國就曾提出修築由恰克圖經庫倫、張家口到北京的鐵路，當時清廷未許。1903年，商人李明和、李春相繼奏請招集股銀承修京張鐵路，但股銀有外國資本滲透之嫌疑被拒。又有商人張錫玉奏請商辦，因其意不明被駁。自此，再無人提及京張鐵路商辦。

此時，朝廷中開始出現官辦的呼聲。當時正值關內外鐵路（1907年改稱京奉鐵路）運營良好，盈利頗豐。時任直隸總督兼關內外鐵路總辦的袁世凱與會辦胡熵棻提出，利用關內外鐵路的營業收入來修築京張鐵路。

按照袁世凱的計劃，最初預算的500萬兩白銀，從關內外鐵路收入中每年支出100萬兩，撥付四年，另有關內鐵路撥還款80多萬兩即可籌齊。但最終預算超出700萬兩，因此他計劃將購置車輛的款項另作奏請，辦公費用則從第一段工程完工通車營業額中週轉。但後來的資金到位情況似乎要更爲順利些。

1905年7月7日，即預算上奏後的二十多天後，詹天佑和總辦陳昭常就到預存關內外鐵路營業收入的天津滙豐銀行提取了1400000元（合銀100萬兩）。隨着工程的進展，預計的每年100萬兩銀已不能應對工程需要，袁世凱又奏請在原來的基礎上每年追加30萬兩，仍由關內外鐵路收入盈餘支付。1906年到賬金額爲銀1559879.663兩。

開工建設

1905年9月4日，鐵路正式開工修建，12月12日開始鋪軌。京張鐵路“中隔高山峻嶺，石工最多，又有7000餘尺橋樑，路險工艱爲他處所末有”特別是“居庸關、八達嶺，層巒疊嶂，石峭彎多，遍考各省已修之路，以此爲最難，即泰西諸書，亦視此等工程至爲艱鉅”。

“由南口至八達嶺，高低相距一百八十丈，每四十尺即須墊高一尺。”中國自辦京張鐵路的消息傳出之後，外國人諷刺說建造這條鐵路的中國工程師恐怕還未出世。

建設難度

詹天佑親率工程隊勘測定線，由於清政府撥款有限，時間緊迫，詹天佑從勘測過的三條路線中選定由西直門經沙河、南口、居庸關、八達嶺、懷來、雞鳴驛、宣化至張家口。當年修建京張鐵路最困難的一段是南口至八達嶺一帶的，不單地勢險峻，而且坡度很大。

全程分爲三段，第一段豐臺至南口段，於1906年9月30日全部通車，第二段南口至青龍橋關溝段，關溝段穿越軍都山，最大坡度爲千分之三十三，曲線半徑182.5米，隧道四座，長1644米，採用“人”字形鐵路，（有兩邊火車頭，一邊拉，一邊推。到了拐彎處就反過來）工程非常艱鉅。

就在鋪軌的第一天，一列工程車的一個車鉤鏈子折斷，造成脫軌事故。這一下成了中國人不能自修鐵路的證據，各種誹謗中傷紛至沓來。但詹天佑使用了自動掛鉤法，終於解決了這個問題。第一段工程全部通車，第二段工程同時開始。

難關就在第二段，首先必須打通居庸關、五桂頭、石佛寺、八達嶺四條隧道，最長的八達嶺隧道1092米。只在靠工人的雙手，其困難程度可以想見。採用南北兩頭同時向隧道中間點鑿進的同時，採用豎井方法挖掘，中部開鑿兩個直井，分別可以向相反方向進行開鑿，增加工作面，依靠人力建成了這條中國築路歷史上的第一條長大隧道。京張鐵路最爲人所知的工程是爲克服南口和八達嶺的高度差而修建的青龍橋車站人字形鐵路。克服了重重困難，在1908年9月完成了第二段工程。

關溝段第三段工程的難度僅次於關溝，首先遇到的是由七根一百英尺長的鋼樑架設而成的懷來大橋，這是京張鐵路上最長的一座橋。1909年4月2日火車通到下花園。下花園到雞鳴驛礦區岔道一段雖不長，工程極難。右臨羊河，左傍石山，山上要開一條六丈寬的通道，山下要墊高七華里長的河牀。1909年9月24日通至張家口市，由於詹天佑正確地指揮，及時建成。勝利完成了第三段工段。

京張鐵路從1905年9月4日正式開工，到1909年10月2日在南口舉行通車典禮，僅用了4年的時間，京張鐵路的建設期比預定計劃提前了兩年。按當初預算，京張線施工以及購置機車、車輛的費用爲白銀729萬兩，實際僅用了約700萬兩。

這不僅要有精確的計算和正確的指揮，還要有新式的開山機、通風機和抽水機。前者對詹天佑都不成問題，而後者當時中國全都沒有，只靠工人的雙手，其困難程度可以想見。

建成通車

1909年8月11日京張鐵路建成，10月2日通車，共修建四年整。是中國首條不使用外國人員，由中國人自行建設完成，投入營運的幹線鐵路。由當時的清政府任命詹天佑爲京張鐵路局總工程師（後兼任京張鐵路局總辦）。施工時間比原定縮短了兩年；而建造成本亦比原來預算（729萬兩白銀）節省了20多萬兩白銀。

1911年11月，張家口至陽高段完工。長56.6公里的陽高至大同段線路因辛亥革命爆發而停工，1912年12月正式復工，1914年1月陽大段通車。

1914年3月，全長44.8公里的大同至豐鎮段開工，1915年9月通車。

1915年6月，北京環城線開工，同年12月完工。環城線由北京西直門站開始，沿北京城的北城牆，自北向東，連接至京奉鐵路東便門站，全長12.6公里。

大豐段竣工後，本應繼續向西續建，但因軍閥混戰，續建工程被迫中斷。

1918年4月，爲了解決所需路煤燃料，京綏鐵路局在大同新建了至煙煤產區口泉的口泉支線，線路全長19.18公里，同年9月通車。

12月在河北宣化建設了宣化至水磨坊對岸，長8.65公里的水磨支線，該支線爲運輸煙筒山鐵礦礦砂的輕便鐵路，後因鐵礦公司倒閉，於1922年被拆除。

在停工長達四年之久後，1919年8月，全長240.3公里的豐鎮至綏遠段線路開工，鐵路線進入綏遠境內。1921年5月1日全線完工，更名爲平綏鐵路（北平-歸綏）。

1920年，在平綏鐵路全線開通僅5個月之後，149.6公里的綏遠至包頭段開始修建。線路自綏遠向西，在大青山南麓與大黑河之間，經畢克齊、察素齊、陶思浩、薩拉齊至包頭北重站。1923年1月完工通車，至此該路全線建成，當時全長817.9公里。

1921年5月1日，當時的北洋政府，又修建了張家口至綏遠路段，更名爲平綏鐵路。

1922年，青龍橋火車站矗立了詹天佑銅像。

1923年，在京張鐵路的基礎上，通過兩次展築延伸到包頭，改稱爲京包鐵路。京張鐵路成爲北京及包頭的京包鐵路的首段。

1939年6月，日本佔領期間，爲了運輸煤炭資源，在包頭至召溝間建設了大青山支線，全長41.4公里，工程於1940年7月建成，1945年該支線被拆除。1939年9月，日本在原有京門鐵路基礎上，爲掠奪大臺一帶的煤炭資源，修建了京門鐵路延長線，即大臺支線，該線路起自京門鐵路門頭溝站，向西經色樹墳站、過落坡嶺站至大臺站，全長30.4公里，工程於1940年5月完工。

1940年12月，爲了掠奪龍煙煤礦的煤炭資源，日本修建了宣龐支線（今宣龐鐵路），支線全長40公里，走向從宣化向東略北，至龐家堡止。該支線前後施工長達四年，最終於1944年12月全線完工。