150年前的大清，铁路被清人视为破坏风水的“奇技淫巧”。而如今，“国民经济命脉”展开了史无前例的跨越式发展。从0.5公里的“展示铁路”到“八纵八横”的铁路交通网构建完毕，从“龙号”机车到时速达到350公里/小时的CRH380A高速动车组列车，中国铁路发展史，见证了一个国家百年巨变。
19世纪，中国继日本及印度之后成为第三个修建铁路的亚洲国家。1875年，英国在上海铺设了14.5公里长的吴淞铁路，成为中国第一条营运铁路。第一次见到火车的中国人对这一新兴事物充满恐惧。尽管如此，受“师夷长技以治夷”思想影响的“洋务派”清政府官员还是被迫接受了修建铁路，于1881年建造了第一条清政府主张兴建的官办铁路：唐胥铁路。
中国第一辆火车是当时唐胥铁路总工程师的夫人仿照英国著名的蒸汽机车“火箭号”而造成的，并把它命名为“中国火箭号”。因为中国工人在机车两侧各刻一条龙，于是把它叫做“龙号”机车。
八国联军入侵之后，国内要求保卫路权、自修铁路的呼声越来越大，清政府终于决定自行兴建第一条完全由中国人自行设计施工的铁路——京张铁路。该铁路由铁路工程专家詹天佑主持设计建造。作为京张铁路总工程师，詹天佑创造性地运用了“人”字型铁路，使火车能在山区陡坡通行。
1911年5月，清政府宣布“铁路国有”政策，将已经私有化的川汉、粤汉铁路收归国有。此举招致了四川各阶层的反对，由此掀起了声势浩大的保路运动。10月10日，湖广地区革命党人乘清政府派军前往四川镇压起义造成武汉兵力不足的机会，发动了武昌起义，促使中华民国的成立，结束了封建帝制。
1912年，中华民国宣告成立。中华民国临时大总统孙中山提出了宏伟全面的铁路建设计划，设计了连通全国的3条主要干线，总长20万公里。在此后的《实业计划》“第四计划”中，孙中山又进一步周密化，设计了5条贯通全国的铁路大干线，细分为中央铁路系统、东南铁路系统、扩张西北铁路系统等。
民国时期，中日苏三国在东北围绕中东铁路的权益争夺，也从另外一面显现了中国铁路发展的曲折。中东铁路原是由沙俄在中国东北境内修筑的一段铁路。该铁路最早由俄国控制，1922年苏联成立后改为中苏共管。1929年张学良试图用武力强行收回中东铁路，结果东北军败给了苏联红军。30年代，日本侵入东北后，苏联很快就将该铁路卖给了满洲国。1945年后，苏联重新获得了控制权，并在解放后将其移交给了中国政府。
1937年，我国自行设计、建造的第一座双层铁路、公路两用桥钱塘江大桥落成。钱江大桥横跨钱塘江，是连接沪杭甬、浙赣铁路的交通要道。该桥由当代桥梁专家茅以升博士设计建造。然而竣工不到2个月，杭州城被日军攻陷。为了切断交通枢纽，茅以升不得不亲手炸毁这座耗时3年完工的大桥。因为民国时期频繁的战乱和外部势力影响，中国铁路在这一时期一直发展缓慢。
1950年代初，新中国政府决定填补西部地区的铁路空白，开始建设成都到重庆的成渝铁路，1950年6月开工建设，1952年6月通车，成为解放后修建的第一条铁路。
宝成铁路北起陕西省宝鸡，南行达四川省成都，与成渝、成昆两线衔接，全长669公里，是沟通西北与西南的第一条铁路干线。也是突破“蜀道难”的第一条铁路。宝成铁路于1952年7月1日在成都动工，1958年建成通车，1975年7月完成铁路电气化工程改造，成为全国第一条电气化铁路。
成昆铁路自四川省成都至云南省昆明，全长1100公里，原为国防三线建设的重点工程，1958年7月动工，在修了61公里后停建。1964年8月复工，“文化大革命”开始后又一度停工，1970年7月1日全程贯通。成昆铁路工程的艰巨浩大，举世罕见。全线桥隧总延长占线路长度41.6%。有些地段找不到地方设置车站，不得不将站线建在桥梁上或隧道内，在全线122个车站中，这类车站就有41个。这个艰巨宏伟的工程，荣获国家颁发的“科学技术进步特等奖”。图中火车正在穿越成昆铁路全线最长隧道，海拔最高的隧道——沙木拉达隧道。
由于成昆铁路工程异常艰巨以及当时的施工条件限制，大量铁道兵在建设时期牺牲在工地。关于牺牲的铁道兵人数，各种资料数目不一，迄今也没有权威的统计资料。但是至今仍然可以在成昆铁路沿线看到很多烈士陵园。
陇海铁路是中国一条从江苏连云港通往甘肃兰州的铁路干线，于1905年起动工，经过四十余年的分段建设，至1952年全线建成，目前全长1759公里，为I级双线电气化线路。陇海铁路是贯穿中国东、中、西部最主要的铁路干线，也是从太平洋边的中国连云港至大西洋边的荷兰鹿特丹的新亚欧大陆桥的重要组成部分。
大秦铁路建于1985-1997年，是中国唯一一条煤炭运输专线铁路，也是中国第一条重载单元铁路。铁路自山西省大同市至河北省秦皇岛市，纵贯山西、河北、北京、天津，全长653千米，平均不到15分钟，就有一列运煤列车呼啸而过，将上万吨煤炭运至数百公里之外的秦皇岛港装船南运。
京九铁路，又称京九线，是一条从北京通往广东深圳的铁路，起于北京西站、至深圳站，再经香港境内的东铁线，终至九龙（红磡）站。1994年京九铁路各段开始动工，1996年9月1日京九铁路提前实现全线开通。
2003年10月12日, 秦沈铁路作为中国第一条客运专线铁路正式投入运行。专线铁路设计时速为每小时200公里，最高时速为300公里。
2006年4月27日，上海磁悬浮结束两年试运，正式投入营运。这是世界上首条投入商业化运营的磁悬浮列车示范线，全长29.863公里。不同于一般的地面火车，磁悬浮列车运用磁铁“同性相斥，异性相吸”原理，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车。14分钟能来回在上海市区和浦东机场之间。
青藏铁路是青海省西宁市至西藏自治区拉萨市的铁路，全长1956公里，是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。中国在施工中克服了青藏高原冻土层的世界难题，于2006年7月1日顺利实现了全面通车。图为当地群众欢迎从格尔木到西藏的“青1”次列车。
在2007年实行的中国铁路第六次大提速，中国首次在各主要提速干线（如京沪线、京广线、京哈线、胶济线等）大规模开行时速高达200～250公里的中国铁路高速（CRH）动车组列车，达到了目前世界上既有线提速改造的先进水平。
2007年，动车组开进了北京站、兴城站。
2008年中国拥有了第一条时速超过300公里的高速铁路——京津城际铁路，2009年又拥有了世界上一次建成里程最长、运营速度最高的高速铁路——武广客运专线。2011年6月30日，京沪铁路即将开始正式运营。截止至2011年1月，中国已建成13条高铁线路，运营总里程达到8358公里。
自1997年以来，中国铁路经历了六次大提速，配合高速铁路的迅速发展，列车速度普遍有了很大的提高。同时，中国铁路营业里程也将由目前的8万公里达到11万公里以上，电气化率、复线率均达到50%以上。2009年7月1日，随着洛湛铁路永州至玉林段正式开通，标志着中国实现了“八纵八横”铁路网主骨架。到2015年，我国铁路营业里程将达到12万公里以上，其中高速铁路1.6万公里以上。以高速铁路为骨架，总规模5万公里的快速铁路网将基本建成。