卡翁達訪華後不久，坦、讚兩國迅即組成政府代表團來華商談有關事宜。1967年9月，中、坦、讚三國政府代表團在北京舉行會談並正式簽署了《中華人民共和國政府和坦桑尼亞聯合共和國政府、讚比亞共和國政府關於修建坦桑尼亞、讚比亞鐵路的協定》。
毛澤東二見尼雷爾，相互支持譜寫新篇
朱利葉斯·克·尼雷爾是非洲老一代領導人。他出身於坦桑尼亞北部一個部落酋長家庭，曾在英國愛丁堡大學深造，獲得曆史和經濟學碩士，令英國人沒有想到的是，這位坦噶尼喀最早去英國留學的年輕人，竟被培養成反英的黑人勇士。尼雷爾積極投身坦噶尼喀的民族獨立運動，1961年12月，坦噶尼喀實現獨立，他出任第一位黑人總理。1962年12月坦噶尼喀宣布成立共和國，他當選為開國總統。在尼雷爾堅持不懈的努力下，1964年4月，坦噶尼喀和桑給巴爾合並組成坦桑尼亞聯合共和國，尼雷爾繼續當選總統，此後於1970年、1975年、1980年三次連任總統，執政長達24年，被人民擁戴為“國父”。尼雷爾還長期擔任執政的坦桑尼亞革命黨主席，直到1990年才辭去這一職務完全退了下來。
尼雷爾總統又是非洲獨立運動的代表人物。獨立後的坦桑尼亞積極援助其他非洲國家人民擺脫殖民主義和帝國主義，爭取民族獨立的鬥爭。中非、南非和西南非的9個民族主義政黨在坦桑尼亞首都達累斯薩拉姆設有辦事處，其中有些政黨的總部就設在達累斯薩拉姆。
尼雷爾還是一位具有遠見卓識的政治家和外交家。在擔任坦噶尼喀總理期間，就預見到中國將是一個“前途無量的國家”，堅決排除了與台灣建交。坦噶尼喀共和國成立後，立即與中國建立了外交關係，1964年坦桑尼亞聯合共和國成立當天便與中國建交。
20世紀60年代，坦桑尼亞是中國在非洲的主要友好國家，中國在坦桑尼亞有很多援助項目，坦桑友誼紡織廠是最大的一個。紡織廠建成後，尼雷爾曾建議取名為“毛澤東紡織廠”，但中國沒有以領導人名字命名的做法，後來就叫做“友誼紡織廠”。友誼紡織廠有100多名中國專家和技術人員，中國“文化大革命”開始後，一些人受到影響，在坦桑尼亞工人中進行活動，鼓動他們“造反”。上述活動引起了坦桑尼亞政府安全部門的注意，迅速將情況上報給尼雷爾。
獨立後的坦桑尼亞在政治、外交等多個方麵取得了巨大的成績，唯獨經濟發展一直沒有大的起色。在這種情況下，尼雷爾推動於1967年2月發表了《阿魯沙宣言》，決定以社會主義建設國家，改造社會。對此，國際社會懷疑他受到中國的影響，國內很多人也紛紛反對，尼雷爾受到很大壓力。在這種情況下，中國“造反派”在坦桑尼亞的過激行為，必然會給反對派提供機會。而剛果的盧蒙巴政權和印度尼西亞的蘇加諾政權被推翻，右派軍人發動政變的借口都是現政權親華親共，要把自己的國家變成中共的附庸。所以，尼雷爾接到有關中國“造反派”活動的報告後，非常憂慮。
這時，中國援建坦讚鐵路的主要問題已經解決，隻要不受“文化大革命”的衝擊，這條鐵路是會順利修成的。在這種情況下，尼雷爾決定再次訪華。
1968年6月，尼雷爾以總統身份對中國進行國事訪問。在談到此行的目的時，他說，我是到中國來學習的。我特別想來看看中國在“文化大革命”後的一些情況。
6月21日，毛澤東主席在人民大會堂會見了尼雷爾和夫人及隨行人員。
當尼雷爾總統一行來到會見廳時，毛澤東同他們熱烈握手，合影留念。毛澤東與尼雷爾進行了親切友好的談話，雙方談論的主要話題是中國的“文化大革命”和坦讚鐵路。
據尼雷爾回憶，1967年9月中、坦、讚三國政府代表團在北京舉行第一次會議，正式啟動坦讚鐵路的援建工作後，發生了一些異常情況，他對坦讚鐵路能否順利建成心中無數。這次訪華，周恩來總理向他介紹了中國“文化大革命”的主要情況。周總理明確表示，坦讚鐵路定能順利建成。周總理還為友誼紡織廠的“造反”事件向他作了自我批評，告訴他有關人員已經調回國內，中國政府絕不允許援外人員把無政府主義帶到國外，更不許他們在國外造反。保證今後不會再發生這類事件。
毛澤東會見尼雷爾時，也講了這件事，說中國派去國外的人也有不好的，一經發現就撤回來。尼雷爾當時表示，中國派到坦桑尼亞的專家都非常好，不好的隻是個別人。毛澤東說，一個也不行！這樣的人發現一個撤回一個，決不姑息。
尼雷爾談到這些情況時非常激動，說世界上沒有第二個國家能像中國這樣對待自己派出的專家和受援國，他原來的疑慮一掃而光。
尼雷爾在告別宴會上說，坦桑尼亞和中國的友誼是最不相等的平等者之間的友誼。也許正因為如此，世界上某些別的國家覺得難以理解。他們總是想暗示，坦桑尼亞是中國的衛星國，或者有時又說我們的友誼即將破裂。這大概是一種幻想，要不然就是對友誼的性質的一種誤解，認為友誼是排他性的——即你不可能同許多國家都交朋友，如果這些國家本身不是親密的朋友的話。
尼雷爾接著說，我承認，在當前的世界上，很大的國家同很小的國家之間的真正友誼，是比較罕見的。因為在這種情況下的友誼意味著雙方都承認，大小、財富和力量的差別同主權國家之間的平等是不相幹的。
尼雷爾指出，中國和坦桑尼亞之間的友誼是建立在尊重和平等的原則之上的。我們的友誼不是排他性的，我們互不幹涉內政。當我們感到可以合作的時候，我們就合作；如果我們中間有一方覺得不願意，那麼我們就轉而搞些別的事情。我可以十分斷然地說，坦桑尼亞從這一友誼中受益，我們珍視這種友誼。任何外國都不能幹預它，隻有我們自己，通過我們自己對另一方采取的行動，才能毀滅它。
三天的訪問，尼雷爾看到了中國的希望和實力，堅定了依靠中國建成坦讚鐵路的決心，以後的事實說明，尼雷爾依靠中國建成坦讚鐵路的信心確實未再動搖，他還幫助卡翁達總統鞏固了這一信心。這次訪問也使尼雷爾加深了對社會主義中國、對毛澤東主席的了解，將中坦兩國的友誼推向一個新的高潮。
1967年12月，中國政府派出考察組，通過實地考察，很快提出鐵路全線基本走向和主要技術條件的建議。
1968年5月，中國派出680多人的勘測設計隊。中國工程技術人員帶著7億中國人民的真摯友情，遠涉重洋，相繼到達坦桑尼亞和讚比亞，他們搭起帳篷，開始了緊張而艱苦的勘測工作。一名美國記者在采訪尼雷爾總統時說，“總統閣下，您知道中國派來的都是些什麼人嗎？他們都是脫了軍衣的軍人。”當時，中國派出的工程人員很多是工程兵出身，該記者的用意十分明顯，中國工程人員的出現會危及尼雷爾的統治。尼雷爾當時反駁了這名記者。他說：“我請他們來幫我們修鐵路，這些人穿軍衣就是軍人，他幫我修鐵路就是工人嘛。”
1970年7月，中、坦、讚三國政府簽訂《關於修建坦讚鐵路貸款金額和償還辦法的議定書》、勘測設計報告的議定書和施工問題的會議紀要。
1970年10月，坦讚鐵路正式動工。當天在坦桑尼亞達累斯薩拉姆近郊的約姆博鐵路調度站的工地上舉行了隆重的開工儀式，讚比亞總統卡翁達和坦桑尼亞總統尼雷爾主持了儀式。卡翁達宣布坦讚鐵路正式開工。中國政府代表團團長、中國對外經濟聯絡委員會主任方毅及代表團全體成員出席了儀式。
卡翁達在講話中說，我們拒絕了帝國主義和殖民主義的所謂“忠告”，也不理睬他們的所謂“警告”和施加的壓力，我們接受了中國朋友——真正的朋友——修建鐵路的慷慨援助。他還說，地理位置可能不允許我們選擇自己的鄰邦，但是，我們至少可以選擇自己的朋友和敵人。中國人民是我們的朋友，隻要對我們兩國人民有利，中國人民將永遠是我們的朋友。
尼雷爾和卡翁達還分別在各自首都舉行盛大國宴，慶祝坦讚鐵路正式開工，熱情款待參加坦讚鐵路開工典禮的中國政府代表團和援建人員。
在坦讚鐵路的勘測設計和施工中，中國政府和中國工程技術人員所表現出來的真誠、負責和奉獻精神，一次次使坦、讚方感歎不已。
坦讚鐵路援建工作正式啟動的第一次預備會上，坦、讚兩國代表團團長向中國代表團團長提交了兩大本精印的，由英、加兩國政府提供的英文勘測設計報告，要求中國政府據此組織施工。坦讚鐵路全長1600多公裏，勘測設計工作正常情況要兩、三年才能完成，而英、加兩國的考察組隻搞了四個月，顯然隻是考察報告。經中方認真研究後，在正式會議上，由中國專家作了詳細解釋，坦、讚代表團成員這才恍然大悟，很快達成協議，簽署了協定。
在第四次會議開始時，坦、讚曾在機車裝置問題上出現過嚴重分歧。坦桑尼亞鐵路都采用空氣製動，而讚比亞則采用真空製動。空氣製動比真空製動先進，中國和國際上都已廣泛采用，但讚方卻要求采用真空製動裝置。兩種對立意見相持不下，讚代表團團長聲稱，如不采用真空製動裝置，其他問題一概不談。會議陷入僵局。經深入了解，讚方的主要顧慮是：現在坦、讚兩國關係很好，合作不會有問題；但國家關係變化無常，將來政局、人事變化，讚比亞將受製於坦桑尼亞。後經我方努力，研製成功兼有兩種功能的製動裝置，矛盾解決。