1865年(同治四年)，英國人杜蘭德在北京的宣武門外，修建了一條500多米長的窄軌鐵路，使用1台小型蒸汽機車牽引著3節車廂在軌道上來回行駛。這個冒煙會叫的怪物，讓男人頭上還拖著辮子的中國百姓惶恐萬分。辜鴻銘在《清代野史》記為：“詫所未聞，駭為妖物，舉國若狂，幾致大變。”很快，這段隻用於廣告宣傳而非交通運輸的鐵路，就被清政府勒令拆除。盡管短壽，但宣武門外的這段鐵路，畢竟是北京有史以來最早出現的鐵路。
（第一節）鐵路幹線
近代的北京鐵路主要幹線隻有京奉鐵路、京漢鐵路、京張鐵路、京承鐵路等4條。
一、京奉鐵路
京奉鐵路，又稱“平奉鐵路”、“北寧鐵路”，“關內外鐵路”等。它是由唐胥鐵路(唐山至胥各莊)向東西兩麵逐段展築而形成的。由於京奉全線為逐段修建，故次第出現多個路名(見圖81)。
1881年(光緒七年)11月，中國第一條運營鐵路——唐胥鐵路建成。該線長9.7公裏，軌距為1.435米。此後，唐胥鐵路向西南展築，先後展築至閻莊、蘆台及天津；向東北則展築至山海關。這樣，津榆鐵路(天津至山海關)由此形成。
1895年(光緒二十一年)12月6日，清政府批準李鴻章的奏請，決定籌撥官款修建津盧鐵路(天津至盧溝橋)，同時設立津盧鐵路局，並委派胡燏棻為督辦大臣。1895年(光緒二十二年)，津盧鐵路展至北京豐台。次年，再由豐台展至右安門外馬家堡。同年，還修築了豐台至盧溝橋支線。津盧鐵路全長139公裏，共耗白銀394萬兩。
1900年(光緒二十六年)，八國聯軍攻占北京，關內外鐵路各段先為俄國、德國、日本和英國等帝國主義列強瓜分，後來侵略者們又重新劃分勢力範圍：關外鐵路歸俄國，關內鐵路歸英國。
1901年(光緒二十七年)，英軍出於軍事運輸和控製北京的目的，強行在城牆上鑿開豁口，將津盧鐵路北京一端的終點由馬家堡展築至永定門內，再經東便門至正陽門外東側，並修建了正陽門東站。至此，津盧鐵路改稱“京津鐵路”，包括既有的津榆鐵路，北京至山海關鐵路全線連通，總長為422.3公裏，軌距采用英國標準為1.435米(4英尺8英寸半)。
由於英軍的司令部設在天壇，因此英軍還將鐵軌由馬家堡鋪進了中國皇家的禁地——天壇，並修建了天壇火車站。1902年(光緒二十八年)4月，馬家堡至天壇的鐵路被拆除。另外，英軍還修建了由東便門至通縣(今通州區)的鐵路支線。
1902年(光緒二十八年)4月29日，中英簽訂了“交還關內外鐵路章程”等協定。根據協定，英國應於1902年(光緒二十八年)6月1日以後，將其占據的京津、津榆及其侵略期間續築的東便門至通縣(今通州區)、正陽門至馬家堡的鐵路，一並交還中國。
1907年(光緒三十三年)6月1日，京奉鐵路全線通車，郵傳部遂飭令將關內外鐵路改名為“京奉鐵路”。民國十七年(1928年)6月，因國都遷至南京，北京改稱北平，京奉鐵路亦改稱“平奉鐵路”。1929年4月，因奉天省已改為遼寧省，平奉鐵路又改稱“北寧鐵路”。
京奉鐵路由北京至沈陽，全長843.12公裏，它是北京通往東北的第一條鐵路。京奉鐵路在北京地區的車站有：正陽門東、東便門、永定門、豐台、黃村、安定和萬莊站。支線有：由東便門至環城鐵路的聯結線，長0.528公裏，可使火車直達西直門；豐盧支線(豐台至盧溝橋)，長約19公裏；豐柳支線(豐台至柳村)，長4.046公裏；京通支線(東便門至通縣——今通州區)，長22.8公裏。
二、京漢鐵路
京漢鐵路，又稱“平漢鐵路”，是北京通往南方的第一條鐵路。
京漢鐵路的曆史可以追溯至清朝光緒六年(1880年)。時任台灣總督的劉銘傳向朝廷奏請修建4條鐵路，其中就有一條由北京經河南至漢口的鐵路。光緒十五年(1889年)4月1日，兩廣總督張之洞奏請緩建津通鐵路，改築“自京城外盧溝橋起，經河南達湖北漢口鎮”之鐵路，並呈明修築盧漢鐵路的8大好處。後清政府采納了張之洞修建盧漢鐵路的建議，並將其調任湖廣總督，與直隸總督李鴻章會同總理海軍衙門籌建盧漢鐵路(見圖82)。
光緒二十三年(1897年)1月，清政府在上海設立中國鐵路總公司，委派盛宣懷為督辦大臣。光緒二十四年(1898年)6月26日，盛宣懷在上海與比利時銀團簽訂《盧漢鐵路比國借款續訂詳細合同》及《盧漢鐵路行車合同》，借款金額為1億1250萬法郎(合450萬英鎊)。
盧漢鐵路建設分南北兩段進行，其中盧保段(盧溝橋至保定)由英國工程司金達主持，於光緒二十三年(1897年)4月動工，光緒二十五年(1899年)1月完工。盧保段全長132.7公裏，軌距為1.435米。光緒二十四年(1898年)10月，盧漢鐵路工程統一由比利時公司接辦。光緒二十六年(1900年)八國聯軍侵占北京後，由英、法、比3國軍隊共同將盧保段展築至北京西便門和正陽門，並設正陽門西站。