此路“中隔高山峻嶺，石工最多，又有7000余尺橋梁，路險工艱為他處所末有，”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，以此為最難，即泰西諸書，亦視此等工程至為艱巨”。“由南口至八達嶺，高低相距壹百八十丈，每四十尺即須墊高壹尺。”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。詹天佑勇敢地擔當起總工程師的艱巨任務，勉勵工程人員為國爭光，他親率工程隊勘測定線，從勘測過的三條路線中選定了建造成本較為低的壹條。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。這路線最困難的壹段是南口至八達嶺壹帶的關溝段，不單地勢險峻，坡度亦很大。八達嶺近青龍橋段，為了穿越燕山山脈軍都山的陡山大溝，在22千米線路區段內采用了“之”字軌道，列車在用折返方法攀斜；但坡度仍達33.7‰，要由兩部機車牽引。鐵路上有四條隧道，其中八達嶺隧道長1,092米，采用豎井方法挖掘；居庸關隧道長400米。另外有200米長的鋼架結構的懷來大橋。
京張鐵路在1905年9月4日開工，詹天佑跟鐵路員工壹起，克服資金不足、機器短缺、技術力量薄弱等困難，出色地完成居庸關和八達嶺兩處艱難的隧道工程，四年後的1909年8月11日建成，10月2日通車，施工時間比原定縮短了兩年；而建造成本亦比原來預算節省了三十五萬兩白銀（也有壹說是節約了二十八萬兩）。總費只有外國承包商過去索取價銀的五分之壹，可謂花錢少，質量好，完工快。在鐵的事實面前，外國人也不能不折服。京張鐵路是中國人自行設計和施工的第壹條鐵路，是中國人民和中國工程技術界的光榮，也是中國近代史上中國人民反帝鬥爭的壹個勝利。1922年青龍橋火車站豎立詹天佑銅像，1987年，附近再建成詹天佑紀念館。當時在此進入北京的客車均要停車半小時，參拜詹天佑銅像和紀念館。
今天的京張鐵路是來往北京及包頭的京包鐵路的首段。由於原京張鐵路關溝段壹帶通過能力較差，1952年起另外建成了來往豐臺及沙城(懷來)的豐沙線。豐沙線走的即當年詹天佑認為較好，但因造價較高而被迫放棄的路線。豐沙線壹直擔任煤運的重任。1972年，豐沙線改建成復線，1984年電氣化。現在很多客運列車亦已改行豐沙線。
不過多數人不知道，在接手京張鐵路工程之前，詹天佑已經為中國的鐵路建設工作了近二十個年頭。其間，他參與了李鴻章計劃修築的天津至通州鐵路（即那條引起激烈爭議的津通鐵路）的測量設計；參與了天津到山海關鐵路的修築；參與修建了至今猶存的灤河大鐵橋。
準確地說，“中國人自建的第壹條鐵路”，不是京張鐵路。1901年，慈禧結束逃亡返回北京，途中第壹次坐火車。火車給她留下良好的印象，她提出，兩年後要坐火車到西陵祭陵。於是清廷緊急籌措修建京漢鐵路高碑店站到梁各莊皇陵的支線。時任關內外鐵路總辦的“留美幼童”梁如浩主持此事，他推薦了詹天佑。詹天佑嶄露頭角，在不易施工的冰天雪地，指揮工程迅速竣工。
這是中國人第壹次獨立修築的鐵路，雖然只有37公裏，而且具有諷刺意味：它是為壹個人祭祖修築的鐵路。
張家口為北京通往內蒙古的要沖，京張鐵路有顯而易見的軍事、經濟和政治價值。修路的消息傳出，在華勢力最大的英國誌在必得，視長城以北為其勢力範圍的沙俄也不相讓，雙方爭持不下，最後達成協議：如果清廷不借外債，不用洋匠，全由中國人獨立修築，雙方可都不伸手。在英、俄看來，落後的中國完全無此能力，他們等待著中國人陷入僵局時向他們求救。
1906年5月3日，詹天佑寫信給在美國讀書時的“家長”諾索布夫人，信中說：
我現為七個孩子的父親———三女四男！我現任“京張鐵路會辦兼總工程師”，本路長約125英裏，將鑿隧道三處，其中最長的為四分之三英裏。本路為第壹條全部由中國工程師負責興建之鐵路，企望吾人能順利完成！
詹天佑勘測了三條路線。第二條繞道過遠不可取。第三條就是今天的豐沙線，因從北京城南向西修築，經過大量墳地，阻礙太多。由於撥款有限，時間緊迫，詹天佑決定采用第壹條路線，即從西直門經沙河、經南口、居庸關、八達嶺、懷來、雞鳴驛、宣化到張家口，全長360華裏。全線的難關在關溝，這壹帶叠巒重嶂，懸崖峭壁，工程之難在當時為全國所沒有，世界所罕見；坡度極大，南口和八達嶺的高度相差近60米。
1906年10月24日，詹天佑在信中說：
親愛的諾索布夫人：
誠然，我很幸運被任命現在的工作。中國已漸覺醒，而且急需鐵路，現在全國各地，都征求中國工程師。中國要用自己的資金，來建築中國自己的鐵路。好像我成為中國最佳的工程師，因此全體中國人和外國人都密切註視著我的工作。如果我失敗，不僅是我個人的不幸，也為全體中國工程師和所有中國人的不幸，因為中國工程師們將來不會再被人們信賴！
在我受命此工作前，記事出任之後，許多外國人公開宣稱中國工程師絕不可能擔當如此艱巨的重任，因為要開山鑿石，並且修建極長的隧道！
但我全力以赴，至今已修成壹段。特附上剪報壹份，使妳知道當年在紐黑文在妳監護下的壹位中國幼童，現在已完成和將來繼續要完成的任務。他早期的教育完全受惠於妳！
……
妳最忠誠的詹天佑
1906年9月30日第壹段工程全部通車，第二段工程同時開始。難關就在這裏。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。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，只有靠工人的雙手。
這壹段故事是人們所熟知的：詹天佑采用南北兩頭同時向隧道中間點鑿進。但隧道實在太長，後加上在中部開鑿兩個直井，分別可以向相反方向進行開鑿，如此就有六個工作面同時進行。他運用“折反線”原理，修築“之”字形路線降低爬坡度，並利用兩頭拉車交叉行進。在鐵路興建之初，有車廂出軌事件。詹天佑想到壹個辦法：將美國人詹尼發明的自動掛鉤加在每節車廂，使之結合成壹個牢固整體，確保爬坡時的安全。
1906年12月11日，在工程最緊張的日子裏，詹天佑給諾索布的兒子、他少年時的朋友威利的信中寫道：
目前，中國正處於極不安定的情形下，她正在進行代價很高的試驗，也力求革新。但是將來怎樣，是無人可以預蔔。我現在這條鐵路，要求我只許用中國人來修築。如果我有權。就樂於介紹給妳壹個工作，可惜，我現在奉命不得雇用外國員工。
京城近旁修築鐵路，常要付出意想不到的“代價”。鐵路要經過壹個前任道員家的墳地，他是皇室的親戚，在朝野均有勢力。此人率眾鬧事，阻止工程，私下又許以重賄，要求改道。可是北面、南面、西面都是權貴的墓地，要大改道不知要造成多大的浪費。詹天佑忍辱負重，花費許多時間跟權貴周旋，終於讓鐵路從墓墻外通過。但為保持“風水”，答應另修壹條河，派官員拈香設祭，路成後，再立碑紀念。工程人員忿忿不平，但詹天佑表示，只要鐵路能修過去，其他小事都可容忍。
京張鐵路第三段工程的難度僅次於關溝。首先遇到的是懷來大橋，這是京張路上最長的壹座橋，它由七根30.48米長的鋼梁架設而成。由於詹天佑的正確指揮，大橋順利建成。
京張鐵路原計劃六年完成，在詹天佑的努力下，提前兩年於1909年8月11日全線通車。工程不但沒有超支，還節余白銀二十八萬兩。
詹天佑留給後人的照片，似乎自小到大都不茍言笑。他是個嚴謹的工程師，務實，精細。但是偶然間，也會流露出留學生涯帶給他的情趣。
京張鐵路是詹天佑主持並勝利建成的聯結北京和張家口的壹條鐵路，是完全由中國自己籌資、勘測、設計、施工建造的鐵路，全長200多公裏。此路“中隔高山峻嶺，石工最多，又有7000余尺橋梁，路險工艱為他處所未有。”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。詹天佑勇敢地擔當起總工程師的艱巨任務，勉勵工程人員為國爭光，他跟鐵路員工壹起，克服資金不足、機器短缺、技術力量薄弱等困難，出色地完成居庸關和八達嶺兩處艱難的隧道工程，設計出人字形路軌。京張鐵路1905年9月動工，1909年8月建成，比預計工程提前2年，經費結余白銀28萬兩，全部費用只有外國承包商索取價的五分之壹，可謂花錢少，質量好，完工快。京張鐵路是中國人自行設計和施工的第壹條鐵路幹線，是中國人民和中國工程技術界的光榮，也是中國近代史上中國人民反帝鬥爭的壹個勝利。
由中國人自己修建京張鐵路，這雖然是當時特殊歷史背景下的壹個心酸勝利，但詹天佑和京張鐵路，以及蘊涵其中的民族精神卻成為國人永遠的驕傲
張家口重要的地理位置，向來為兵家所必爭，因此京張鐵路就有著重要的經濟價值和政治價值。當清廷要修京張鐵路的消息傳出後，在華盤踞多年的英國誌在必得，虎視眈眈的沙俄誓不相讓，軟弱的清政府哪壹方也不敢得罪，不得已決定啟用中國自己的工程師自建京張鐵路。
詹天佑，這個富於創造精神和勇於克服困難的工程師，此時才真正走上了實現自身價值與抱負的歷史舞臺。面對著外國人“修建鐵路的中國工程師還沒有出生”的輕蔑與嘲笑，詹天佑當時壓力也很大，畢竟當時工程之艱辛，連那些曾在中華大地上貪婪地掠取築路權、修建過多條鐵路的外國侵略者也沒有把握。
“如果我失敗了，那不僅僅是我個人的不幸，而會是所有中國工程師、甚至是所有中國人的不幸！為了證明中國人的智慧和誌氣，我別無選擇。”正是這股豪氣，四年艱辛之後，1909年展現在世人面前的京張鐵路中的“人”字形軌道、1091米的八達嶺隧道令中國人揚眉吐氣，讓準備看笑話的外國人吐出了難堪的舌頭。正如我市市長高金浩所言，詹天佑先生留給我們的不僅僅是壹條鐵路，更重要的是他傳承給我們的民族精神、民族意誌和民族力量。
而同樣讓國人振奮的是，這比工程預計提前了兩年，造價比預算節約了28萬兩白銀。
“今日之世界，非鐵道無以立國。中國地大物博……徒以交通不便，運轉不靈，事業難以振興。”懷著“願以在野之身興辦20萬裏鐵路”抱負的孫中山先生1912年9月6日乘火車來到了張家口
二十世紀初，革命風暴風起雲湧。1911年10月，武昌起義的槍聲傳到了張垣大地，塞外革命黨人也奮起響應，但在敵人的反撲下，起義失敗了。為了繼續與敵人鬥爭，起義軍***推張礪生、張子光（均為尚義縣人）為起義軍代表乘車赴南京請示孫中山先生今後機宜。聽完他們的匯報後，孫中山為塞外察哈爾、雁北、綏遠的同誌在不利的環境下舉行武裝起義表示贊賞和安慰，並鼓勵他們說：幹革命不怕失敗，我們要在失敗中吸取教訓，再接再厲，繼續奮鬥。二人回到張家口後，根據孫中山先生的指示、暗中組織民眾開展反對袁世凱的鬥爭。
1912年4月1日，迫於壓力，孫中山正式辭去了臨時大總統職務，開始在國內進行長期考察，遊說民生主義，倡言鐵路建設。在被袁世凱委以“全國鐵路督辦”後，孫中山宣布“十年不幹預政治”，願以在野之身興辦20萬裏鐵路。1912年9月6日，躊躇滿誌的孫中山從北京乘坐火車來到張家口考察。在視察張家口火車站時，孫中山發表演說，高度褒揚了詹天佑創造的這壹為民族增光的驚世之作，並與群眾合影留念。參加在福慶戲院舉行的歡迎大會後，孫中山又召見了張礪生和張子光幾位地方黨務負責人，詢問地方情況後並勉勵同誌們努力工作，不要因民國的成立而松懈下來。
在張家口視察完後，孫中山於9月8日上午乘火車返回北京。當時，歡送的人們擠滿了街道兩旁。
1922年五六月間，張家口黨組織的創建者——何孟雄在張家口的京綏鐵路工人運動中湧現出來的積極分子中間發展了第壹批***產黨員，並建立了我市第壹個黨小組，使北方鐵路工人運動有了真正的領導核心
隨著京張鐵路的修建和通車， 張家口近代產業工人隊伍隨後產生了。
“工人苦，工人苦，工人褲子破了沒人補”
“不作工的大肚皮，反把我們欺，起來，起來，結團體！最後的勝利是我們的！”
京張鐵路修建成以後，在腐朽的清政府和北洋軍閥政府的統治下，張家口的鐵路工人同全國的鐵路工人壹樣，飽受著殘酷的剝削與壓迫。工作時間長、勞動強度大、生活條件差、沒有節假日，在政治上毫無民主權力，壹切言論、集會、結社、罷工的自由都被剝奪的壹幹二凈。他們住的是100多人擁擠在壹起的工棚，鋪的是破口袋，蓋的是麻袋片，頭枕半頭磚，夏天臭氣熏天，冬天寒風刺骨，臭蟲、虱子、蒼蠅、蚊子到處都是……由於長期吃不到蔬菜，許多工人得了夜盲癥，就這樣，毫無人性的工頭還要不打則罵。
其實，從張家口工人階級產生的第壹天起，他們就不斷地與壓迫者進行著鬥爭，盡管都是自發地，目的也只是為了改善生活待遇。1918年冬天壹個夜裏，青年工人王二楞在和工頭屢要工錢未果的情況下將拿著眾多工友工錢賭博的工頭張德貴捅死 ，在此之後，張家口鐵路沿線各站點經常發生工人處置惡霸工頭的事件。1921年5月， 張家口鐵路工人發動了京綏鐵路史上第壹次罷工鬥爭。緊接著，張家口、南口兩個鐵路大廠（機車車輛修理廠）的工人也開展了反對高級員司與南口稽查毛有德這兩個鐵路惡霸的鬥爭，取得了勝利。
1921年9月，何孟雄來到了張家口及京綏鐵路沿線進行考察。他深入到鐵路工人的工棚和宿舍，同工人談心，調查工人的工作和生活狀況。此間，他在工人中宣傳馬克思列寧主義思想，啟發工人的思想覺悟，號召大家趕緊聯合起來建立組織團體。他成了把馬克思列寧主義和張家口工人運動結合起來的第壹人。1922年五六月間，何孟雄在張家口的京綏鐵路工人運動中湧現出來的積極分子中間發展了第壹批***產黨員。其中張家口的3名分別是李澤、李連升和周振聲。他們都是張家口鐵路車務段的工人。不久幾日後，第壹次小組會在橋東平安裏鐵路工人宿舍邢老頭的宿舍召開，何孟雄主持了會議，正式宣布京綏鐵路工人第壹個黨小組成立。這是當時的***產黨在長城以北、在察哈爾、綏遠壹帶建立的最早的組織。在隨後的鬥爭中，***產黨在工人中的威信越來越高。
1971年12月22日夜間發生的特別貨車搶救懷安兒童張京生的事跡，是那個年代的壹個縮影。人民日報以《生命線》為題對此做了報道，多家雜誌社據此出版了《生命線》連環畫，使這個工人階級與農民階級的情誼佳話迅速傳遍了全國
1971年12月22日夜，張家口車站南站丙班服務人員接班後，壹對年輕夫婦抱著壹個孩子來到客運服務站求助。原來，他們是懷安城公社下中農社員，他們剛剛十四個月的小兒子讓壹粒玉米豆卡在了氣管裏，由於本地醫院缺乏壹件精密的醫療器具，無法治療，需要轉送到北京工農兵醫院進行治療。
看到小孩嘴唇發紫、呼吸急促、面部毛細血管滲出了血點，當時的客運值班長劉玉榮與班組的同誌們分外焦急。此時，是晚上9點，最早去北京方向的客車也要兩個小時以後。怎麽辦，怎麽辦，焦急的劉玉榮立即通過向黨支部請示後請求北京鐵路調度所。此時，即使讓他們搭乘當時停在南站的906次貨車，也還得等40多分鐘，但鐵路線上的11趟車都要為他讓路。讓劉玉榮興奮的是，很快北京鐵路調度所就傳來指示，立即發車，搶救孩子，同時，北京方面壹邊協調鐵路沿線的工作，壹邊給孩子尋找接站車輛。
當大家正準備把孩子和父母送上車時，劉玉榮和幾名同事知道他們帶的錢不多，於是把自己身上的錢全都掏了出來……
21點17分，096特貨載著工人階級的深情厚意向首都方向馳去，劉玉榮先後7次與沿線車站聯系，
3個小時40分後，這列特殊貨車從塞外駛到了京城，壹輛部隊軍車接上他們，快速駛進了工農兵醫院。
壹個星期後，小孩子在搶救和治療後，順利出院了。孩子的父親懷著感激到公社去講，到大隊去講……當他再次來到車站時，他告訴大家，孩子的名字改成了張京生，寓意是京張鐵路給了他第二次生命。此後，人民日報以《生命線》報道了這壹事跡，多家雜誌社出版了《生命線》連環畫，壹段工人階級與農民階級的情誼佳話迅速傳遍了塞外大地，傳遍了鐵路系統，傳遍了全國各地。
在詹天佑修建整條京張鐵路的過程中,節約的思路貫穿始終。整條鐵路施工不到四年，比原計劃少了兩年。另外整條鐵路修好後,***耗銀 693.5 萬兩,比預算節約 28.8 萬兩。 鐵路建成後,正如詹天佑所想,商貿日盛，為中國鐵路建設的發展起了重要的作用。