громкие названия «Богатырь», «Слон», «Лев», «Проворный», «Орел», «Сокол», «Россия». Подвижной состав, рельсы и скрепления закупались за рубежом, но часть вагонов для грузов, паровые машины для водоснабжения, дорожные механизмы и прочее изготовлялись в Петербурге на Александровском чугунолитейном заводе. В качестве образцов на завод были доставлены два паровоза — один из Англии, другой — из США, а также несколько вагонов. Российское правительство уступило Александровский завод по контракту на шесть лет американским предпринимателям, которые, согласно договору, должны были подготовить российских железнодорожников. В 1845 году заводом был выпущен первый паровоз по типу стефенсоновского. К 1849 году для Петербурго-Московской железной дороги было построено 42 пассажирских и 120 товарных паровозов, 70 пассажирских и около 2000 товарных вагонов.
В день открытия Царскосельской железной дороги 30 октября (11 ноября) 1837 года состав из восьми вагонов с паровозом впереди стоял у перрона здания станции. По приглашению членов правления дороги пассажиры заняли свои места и в 12 ч 30 мин по удару колокола поезд, управляемый Ф. А. Герстнером, плавно отошёл от платформы. Средняя скорость движения составляла примерно 30 км/ч, а максимальная достигала до 60 км/ч. Ко дню открытия на Царскосельской железной дороге находилось шесть паровозов, 44 пассажирских и 19 грузовых (товарных) вагонов. Царскосельская железная дорога оставалась в России единственной рельсовой дорогой общего пользования на протяжении почти 15 лет.
Царскосельская дорога стала опытным полигоном транспортного строительства. В 1841 году на ней проводились исследования с целью установить значение коэффициента сцепления колёс паровоза с рельсами, что требовалось при проектировании новых магистралей. В 1843 году здесь организовали испытания паровозов нескольких зарубежных фирм, чтобы выбрать прототип для производства на Александровском заводе в Петербурге.
Жители Петербурга высоко оценили этот новый вид транспорта. Однако эта пригородная линия не позволяла определить экономическую эффективность магистральных дорог, дать оценку доходности грузовых и пассажирских перевозок. В передовых же странах Европы и Америки интенсивно развивалось строительство железных дорог.
В России с возрастающей потребностью промышленности и торговли продолжалось противоборство между сторонниками железных дорог и водных путей сообщения. Требовалось научно и объективно обобщить опыт эксплуатации построенных рельсовых линий и всесторонне исследовать их экономические показатели. С этой целью в июне 1837 года были командированы за границу на 15 месяцев профессора Института Корпуса инженеров путей сообщения П. П. Мельников и СВ. Кербедз. После ознакомления с опытом работы зарубежных железных дорог, а также прослушав лекции и беседы деятелей науки и техники, в том числе Дж. Стефенсона, профессора составили подробный технический отчет, изложив в нём обзор увиденного и результаты собственных исследований по коренным транспортным проблемам.
Была организована вторая командировка профессоров института полковника Н.О. Крафта и подполковника П.П. Мельникова в США на один год, где они подробно изучили строящиеся и эксплуатируемые железные дороги и установили научные контакты со многими специалистами. Они знакомили русскую общественность с опытом строительства и эксплуатации американских железных дорог.
Глубокая эрудиция и результаты командировки позволили П.П. Мельникову в работе «Численные данные относительно железных дорог и применение их к дороге между Петербургом и Москвой» дать научное технико-экономическое обоснование строительства Петербург-Московской железнодорожной магистрали.
1 февраля 1842 года император подписал указ, в соответствии с которым предполагалось начать строительство. Деньги выделялись из казны. При этом Николай I не препятствовал подробному изучению и рассмотрению правительственными органами предложений частных предпринимателей о строительстве тех или иных рельсовых путей. 11 августа 1842 года был образован Департамент железных дорог, в котором сосредоточились все распоряжения о постройке новой линии, а впоследствии и других рельсовых путей. Строительство дороги началось летом 1843 года на основе проекта П. П. Мельникова, Н. О. Крафта и А. Д. Готмана. Дорога была задумана как двухколёсный путь по кратчайшему направлению длиной около 604 вёрст (в разных источниках протяжённость линии Санкт-Петербург — Москва указывается в 603 и в 609 вёрст).
Первоначально определённая сумма, отведённая на строительство, составляла 43 млн рублей серебром. Трасса была построена за 8,5 лет и обошлась казне в 66,8 млн рублей серебром, что оказалось дешевле многих иностранных железных дорог. Относительная дешевизна строительства достигалась за счёт нестандартных инженерных решений, массового использования крепостного труда, применения специализации и поточного метода производства работ. В процессе проектирования и сооружения железной дороги определились и параметры, которые в дальнейшем учитывались в железнодорожном строительстве. Так, ширина колеи в 1524 мм стала общегосударственной на сети железных дорог — вплоть до нашего времени. Кроме того, были разработаны основы размещения станций и т. д.
Сооружением вокзалов по предписанию Николая I занимались не инженеры, а архитекторы. Для этого пригласили двух известных зодчих — К. А. Тона и Р. А. Желязевича. К. А. Тон проектировал главные здания вокзалов на магистрали — Московский и Петербургский. Они были завершены в 1851–1852 годах. Устройства сигнализации и связи для обеспечения безопасности перевозочного процесса в этот период находились ещё на стадии становления. Несмотря на это российский учёный Б. С. Якоби подготовил аппаратуру телеграфной связи для дороги. Однако к эксплуатации была принята система телеграфной связи немецкого изобретателя В. Сименса.
Официальное открытие крупнейшей в Европе двухпутной дороги состоялось 1 ноября 1851 года. Газета «Северная пчела» восторженно писала об отправлении в 11 часов 15 минут первого «общенародного поезда», который через 21 час 45 минут благополучно прибыл в Москву. Дорога носила название Санкт-Петербурго-Московская, а после кончины императора Николая I, в 1855 году, была переименована в Николаевскую. Дорога работает исправно по сегодняшний день вот уже более 150 лет.
Несмотря на интерес Николая I к железнодорожному строительству и практическое осуществление ряда проектов, Россия продолжала отставать в этой области от развитых государств мира: в 1853 году протяжённость железнодорожных линий в стране насчитывала 979 вёрст, что составляло 1,5 % мировой железнодорожной сети. Это обстоятельство негативным образом проявилось в ходе Крымской войны, ибо отсутствие современных путей сообщения сделало невозможным бесперебойное снабжение армии необходимыми подкреплениями, боеприпасами и продовольствием.
Александр II определил дальнейшее строительство сети железных дорог в качестве необходимого условия развития экономики и укрепления обороноспособности страны. В 1855 году главноуправляющим путями сообщения был назначен генерал-адъютант К. В. Чевкин, горный инженер и участник строительства Николаевской железной дороги. 26 января 1857 года Александр II подписал указ о создании сети железных дорог. Одновременно правительством была заключена концессия на сооружение целого ряда железных дорог общей протяжённостью около 4000 км. Для реализации намеченных планов было образовано Главное общество российских железных дорог с участием русского, французского, английского и немецкого банковского капитала. К началу 1860-х годов были построены первые участки московских железнодорожных направлений. В Москве появились Нижегородский, Ярославский и Курский вокзалы, но ожидаемого прилива иностранного капитала в
