京張鐵路於1905年9月開始動工至1909年9月24日曆經四年時間全線通車。
在時間上，比原計劃提前兩年竣工，節餘工程費用28萬餘兩白銀；工程質量，堪稱世界一流。出色地完成了詹天佑於開工前提出的“花錢少、時間短、質量高”的計劃。從此結束了中國人自己不能修鐵路的曆史。
1909年10月2日在南口車站舉行盛大通車典禮，出席典禮儀式的，有清政府郵傳部尚書徐世昌，有駐北京、天津的各國使節、領事和鐵路工程師、中外記者和鐵路員工萬餘人參加。中外人士對詹天佑親自領導和指揮修建的京張鐵路一致稱讚和欽佩。英美等國家工程學會特聘詹天佑為榮譽會員；香港大學授予詹天佑博士學位。清政府賜詹天佑為二品大員，月俸紋銀600兩予以嘉獎。
通車典禮上，詹天佑在一片熱烈的掌聲中，登台講話。他謙虛地說：“開始修建京張鐵路的時候，大家都覺得沒有把握，可是今天終於通車了。這是京張路一萬多員工和沿途廣大老百姓大力支援的結果。這不是我個人的功勞，光榮屬於中國人民，屬於大家……”
是的，築成京張路是靠中國人自己的智慧、才華和力量，它不僅長了中國人的誌氣，增強了民族自信心，而且也是中華民族近代史上反帝反殖鬥爭的又一勝利。正如周總理在生前講的：“詹天佑是中國人的光榮！”地質學家李四光稱讚：“詹天佑完成的事業給中國人出了一口大氣！”
京張鐵路建成之後，詹天佑又踏上了祖國鐵路事業建設新的征程。
五
1919年3月詹天佑由民國政府派遣參加以美英為首的在海參崴召開的協約國監管遠東鐵路會議。當時詹天佑雖然不情願參加了這種帝國主義列強的分贓會議，加之身體狀況欠佳，難以支持，但為了維護國家主權，帶病參加這次遠東鐵路監管會議。會上，他以無可辯駁的事實，竭盡心力和那些狡黠的帝國主義列強的代表作了堅決的鬥爭，他堅持反對由“協約國委員會”來監管中東鐵路。
他義正詞嚴地說：“中東鐵路原是中俄兩國合辦，而中國又是大戰參加國之一，且有維護該鐵路秩序的能力，本應由中國人自己管理中東鐵路。”但是由於帝國主義列強一致反對，加之北洋軍閥的腐敗無能，詹天佑雖然作了最大的努力，結果隻得到了中東路可以聘用中國工程師的一項權益。
詹天佑先後參加了海參崴、哈爾濱遠東鐵路監管會議，曆時兩個多月。是時，正值北疆嚴寒季節，氣溫經常在零下四五十攝氏度，對於一個長期生活在南方，且患了阿米巴性痢疾的老人，體力實在難以支撐，加之參加會議期間，每天忙於看材料、寫方案，準備駁斥謬論的發言稿。疲勞過度、積勞成疾，患了嚴重的阿米巴性痢疾，不得不於1919年4月15日回到漢口住院治療。當漢口鐵路同仁到車站迎接他的時候，幾乎認不出他的模樣了。當時，他疲憊不堪，枯瘦如柴。4月23日晚，詹天佑的病情加重，語不成聲，隻能用手在被子上寫字示意。臨終前，他念念不忘的仍是維護國家的主權，發展中國的鐵路事業。1919年4月24日下午3時30分，中國近代史上傑出的鐵路工程師，愛國科學家詹天佑與世長辭了，終年59歲。