1905年9月4日，在总工程师詹天佑的命令下，举世闻名的京张铁路正式破土动工。
北京至张家口铁路始于北京市丰台区刘村，途经沙河、南口、居庸关、八达岭、怀来、鸡鸣驿和宣化至张家口，全长201.2公里，是中国投资、设计和修建的第一条铁路。经过四年的密集建设，它终于在1909年竣工并投入使用。
一般来说，铁路建设要么连接大城市，要么连接资源位置。京张家口铁路似乎没有遵循这样的原则。当然，北京是一个大城市，但是张家口既不是像北京或上海那样的大城市，也不是资源的所在地。
此外，京张铁路的建设非常困难，沿途有大部分高山。“中间的高山被最多的石雕隔开，有7000多英尺的桥梁。这条路对其他地方来说很难。”尤其是居庸关和八达岭地区“被山和山所覆盖，有许多陡峭弯曲的石头”。他们是最难检查各省已建道路的。甚至泰西的书也认为这些项目极其困难。”当时，中国缺乏大型施工机械，所以在挖掘八达岭隧道时，工人们不得不用双手挖掘。
为什么清朝修建的第一条铁路通向张家口？
大致有以下原因。
首先，张家口不是一个普通的城市。张家口位于直隶省西北部，是从大陆到蒙古的商贸中心。它一直是军事战略家的必备之物，在政治、经济和军事上具有重要意义。当时，清朝已经相继修建了几十条铁路，如北京以南的韩晶第路。连接南京和上海的沪宁铁路；从天津开始，连接唐山开平矿务局的津唐铁路等。然而，北部地区只缺少一条铁路。京张铁路可以把这个空填白。
其次，我们知道在晚清时期，西方列强如英国、美国、德国、日本、俄罗斯等都非常热衷于在中国修建铁路，以便控制中国的经济和军事生命线。如果这是一条具有战略意义的连接北京和上海的铁路，西方列强肯定会被撕成碎片。京张铁路长度小，施工难度大，所以西方列强对此不感兴趣，也不愿意争夺修建铁路的权利。因此，铁路建设面临的外部压力要小得多。
3.如前所述，清朝修建了几十条铁路，包括京汉铁路、沪宁铁路、晋唐铁路、吉焦铁路、董卿铁路、台湾铁路和京渝铁路。然而，几乎所有这些铁路都是在西方列强的投资下修建的，铁路的所有权和管理权属于西方列强。清朝对此感到尴尬。为了挽回一点面子，清朝还不得不修建自己的铁路来证明自己不是无能的。京张家口铁路是最佳选择。
4.京张铁路起止点确定后，负责铁路设计和建设的总工程师詹天佑亲自带领工程队勘察确定路线。调查之后，出现了三条路线。这三条路线的建设相对困难。经过反复权衡，詹天佑最终在三条路线中选择了施工难度最小的路线。