詹天佑以低於原來預算的工程費用，每公裏48000銀元完成工程任務，它是津浦路每公裏ll9000銀元的41％，工程費用還節省了28萬兩銀子，比原預算減少了4％，提前高質量地完成了京張鐵路的全部工程，受到中外各方麵的讚譽，這不僅是詹天佑的驕傲，也是中國人民的驕傲。清政府不僅給予詹天佑特別褒獎，還頒授工科進士第一名的榮譽稱號。為紀念京張鐵路通車，郵傳部決定向各界發放車票，在20天內，司以免費乘車來回一次。全線往來客商，無論何站上車，一律免收客貨票價。1909年11月，詹天佑被選為美國土木工程學會正會員，是該會入的第一個中國工程師。
在中國鐵路事業殖民地化加深的年代裏，詹天佑完成中國一條鐵路的卓越成就，是具有曆史意義的事件，也是史上中國人民反對帝國主義鬥爭的一個勝利。京張鐵第一條不借助外力，完全由中國工程人員自修自建的在國際上和社會上的作用和影響，遠遠超出了工程技。京張鐵路的建成，樹立了齊心協力、為國爭光的高昂鬥誌和藐視困難的大無畏精神。從京張鐵路開始，先後興建的鐵路，都由我國工程技術人員擔任主要領導工作。詹天佑的一生，功在國家，名昭中外。他把畢生精力投身於中國鐵路建設事業。他是我國科學史上永遠值得紀念的先驅，我們永遠的楷模。
京張鐵路建成後，美國有所大學授予詹天佑工科博士學位，請他去美國參加授領儀式。詹天佑正肩負著修建粵漢鐵路的重任，謝絕了邀請。後來，北洋政府徐世昌總統要他出任交通部長也同樣被婉言謝絕。他這種“為國不為功名”的精神，贏得了國內外的稱讚。
辛亥革命後，詹天佑奉命督修漢粵川鐵路，並擔任交通部技監。在此期間，他對在有借款合同的鐵路上供職的中國工程師的地位和作用問題，提出了合理公正的要求，從而維護了國家的主權和尊嚴。那時候，孫中山提出要l0年內修築l0萬公裏的鐵路，並希望能得到詹天佑的幫助。詹天佑信心十足，為使粵漢路與京漢路貫通，組織力量設計，繪製了武昌、漢陽之間長江大橋的建築藍圖。“這是一座並行八條線路的大型鋼結構橋梁，最外側有行人路左右各一條，往裏是馬車路左右各一條，再往裏是電車路左右各一條，中間並行火車道兩條。”藍圖結構精巧，規模宏大，式樣新穎，氣勢雄偉。由於軍閩割據，內戰四起，這一設想沒有能付之實施，但為以後武漢長江大橋的建造，提供了借鑒。
1917年，張勳在北京複辟，詹天佑被任命為郵傳部尚書，但他大義凜然，始終拒不到任，保持了政治上的清白，這是難能可貴的。
1919年2月，詹天佑奉命參加協約國西伯利亞鐵路監管會，並擔任技術部的中國代表。我國境內的中東鐵路，亦在監管之內。當時，詹天佑已積勞成疾，帶病勉強成行。他在工作中由於過度勞累，染上痢疾，一病不起。4月10日離開哈爾濱，20日到達漢口，在仁濟醫院治療。由於病勢日益嚴重，醫治無效，於24日下午與世長辭，終年59歲。
詹天佑不幸逝世的消息傳出後，舉國震動，各界哀悼。北洋政府頒布命令，派湖北省最高軍政長官代表政府參加在漢口舉行的葬禮，，將他生平事跡交付國史館立傳，要求國務院對詹天佑家屬從優撫恤，撥款2000元作為喪葬費。交通部在京張鐵路八達嶺附近為詹天佑建立銅像，頒給碑文，“貞石磨崖，刊垂不朽，以崇往哲，而勵將來。”新中國成立後，對詹天佑一新，並建立詹天佑紀念館，供世人瞻仰。
詹天佑的名字是和中國鐵路建設事業分不開的，從l887國鐵路建設事業起，到l919年在漢口逝世，前後32足跡遍及長城內外，大江南北。當時中國的幾乎每一條鐵路，都有他的足跡可尋。
他從事中國鐵路建設，除主持京張鐵路外，還先後參加關內外津盧、西陵支線、洛潼、滬寧、道清、萍醴、津浦、潮汕、、張綏、粵漢、川漢、中東等鐵路的籌建工作。
他針對我國早期鐵路缺乏統一標準的落後狀態，一開始就十分重視鐵路工程的標準化問題。他堅持采用統一的標準軌距，並對鐵路等級、橋梁載重、路基寬度、限製坡度、最小曲線半徑、站台高度、車輛限界、機車載重、車鉤類型等項標準研究後，提出相應的措施，避免了全國鐵路各行其是的混亂局麵。
他十分重視對鐵路建設人才的培養。他親自製訂鐵路工程技術人員的考核和晉升的辦法，對青年工程技術人員要求嚴格，做到“精勤向學，謹慎從公。”提拔青年工程技術人員又不遺餘力。他培養的青年工程技術人員，有的成為他的得力助手，有的成為鐵路建設事業的骨幹。
他在擔任交通部技監及鐵路技術委員會會員期間，開始中國鐵路工程法規的首創工作。與此同時，創辦了多學科的中華工程師學會，組織進行科學技術研究和學術交流，並編著了《京張鐵路工和紀略》和《新編華英工學字彙》兩書，對我國的早期工程事業和工程技術力量培育起了重要作用。
1961年，詹天佑誕生100周年，首都科學技術界隆重舉行紀念大會。在會上，我國著名科學家李四光對詹天佑為中國鐵路建設作出的巨大貢獻，作了熱情洋溢的講話，他說：“詹天佑領導修建京張鐵路的卓越成就，為深受侮辱的當時中國人民爭了一口大氣，表現了我國人民偉大的精神和智慧，昭示著我國人民偉大的將來。”“詹天佑的自力更生，發憤圖強，不怕困難，艱苦奮鬥的精神，是他對我國人民和古代科學家、工程師的偉大的精神傳統和創造才能的繼承和發揚，也是他遺留給我們今天科學技術界的偉大精神遺產。”（《人民日報》l961年4月27日）這是對詹天佑正確和全麵的評價，也是對他的最好紀念。