唐山铁路
1888年，詹天佑由老同学邝孙谋的推荐，到中国铁路公司任工程师。詹天佑亲临工地，与工人同甘共苦，用了七十多天的时间就竣工通车了。唐山铁路在开滦煤矿唐山矿1至3号井东面，一条铁路从一个上百年的涵洞里穿越而出，从唐山市区主干道新华道下穿过，全长十二公里。这就是中国第一条国际标准轨距铁路，它最初是从唐山矿修到丰南胥各庄，仍是京山铁路的一个重要组成部分
滦河大桥
1891年初，在洋务运动的晚风中，清廷重臣李鸿章受命在山海关设立了“北洋官铁路局”，他的得力助手周兰亭、李树棠总揽筑路事务，全力以赴修建关东铁路（古冶—山海关—中后所—奉天等）。虽然朝野中的洋务派和顽固派对政府修建铁路一直争论不休，但李鸿章在1892年已经和开平矿务局的英国技师金达签下了协议，着手修建关东铁路第一段由古冶到山海关的铁路。其实，早在1881年，中国第一条自建铁路——唐胥铁路就已运营，虽然马拉蒸汽机车一度成为闹剧，但那时中国的铁路业已经蹒跚起步了。令人意想不到的是，当这条铁路延伸到滦河岸边时，奔腾咆哮的滦河水使修路的步伐戛然而止。面对宽阔的河面，踌躇满志的金达邀请世界一流的英国铁路专家喀克斯，信心十足地指挥着施工架桥。可是滦河下游河宽水急，河床泥沙很深，地质结构复杂，桥墩屡建屡塌，众人一筹莫展。高傲的英国专家在架桥环节屡次受挫之后，最终将这块烫手的山芋转嫁给了德、日专家，但还是以失败告终。
工期将至，金达想起了詹天佑。各国建滦河大桥失败之后，詹天佑要求由中国人自己来建造，他详尽分析了各国失败原因，又对滦河底的地质土壤进行了周密的测量研究之后，决定改变桩址，采用中国传统的方法，以中国的潜水员潜入河底，配以机器操作，胜利完成了打桩任务，建成滦河大桥。滦河桥为单线铁路桥，全长670.6米，共17孔，自山海关端起为9孔30.5米上承钢桁梁、5孔61米下承钢桁梁、孔30.5米上承钢桁梁、2孔9.14米上承钢板梁。从1876年吴淞铁路修筑到1911年清朝统治被推翻，中国铁路共修筑桥梁6000余座，其中滦河桥是采用先进的气压沉箱建筑基础的第一桥。
京津铁路
京津铁路（津芦铁路）天津市到北京市西南郊芦沟桥，聘英国人金达为总工程师，詹天佑担任铁路工程师。1895年建设，1897年6月通车。是中国最早的一条复线铁路。光绪二十年（1894年），清朝朝廷议定修建天津到北京的铁路，路线改为从天津到芦汉铁路（芦沟桥到汉口）的起点芦沟桥，名为津芦铁路。任命当时在天津小站主持训练定武军的胡燏棻为督办。他向英国借款40万镑，作为修筑津芦铁路的资金，开创了借洋债修铁路的先例。光绪二十二年（1896年），津芦路建成通车。1897年铁路从芦沟桥延伸到丰台，6月又延伸到永定门外马家堡。1903年延伸至内城前门外东南，称为正阳门东车站。后津芦铁路称为津京铁路，成为京奉铁路的一段。津芦铁路不仅在中国铁路史上具有特殊地位，同时也是清政府推行"实政改革"的标志性一环。
萍醴铁路
1901年7月，詹天佑受清政府铁路总公司督办盛宣怀委派，到萍乡协助美国铁路工程师李治、马克来修建株萍铁路的萍醴段。他在无图纸的情况下，利用一个多月的时间，重新进行勘测和设计，并调集人马立即动工。詹天佑采用土洋结合的办法，不到3个月的时间，湘东大桥便铺上了钢轨。萍醴铁路全长38公里，是专为汉冶萍公司运输而修建的将江西萍乡的安源煤矿供给汉阳铁厂。1902年11月，萍醴铁路竣工通车。
新易铁路
1902年秋，直隶总督袁世凯任命詹天佑为新易铁路总工程师，责成他在6个月内完工，以免延误慈禧太后来年清明祭陵。这是中国人自修铁路之始。因此詹天佑仍是非常重视。仅用四个月的时间以极省的费用建成新易铁路。大大鼓舞了中国人自建铁路的信心，为后来京张铁路的修筑打下良好基础。
京张铁路
京张铁路为詹天佑主持修建并负责的中国第一条铁路，它连接北京丰台区，经八达岭、居庸关、沙城、宣化等地至河北张家口，全长约200公里，1905年9月开工修建，于1909年建成，时间不满四年。是中国首条不使用外国资金及人员，由中国人自行设计，投入营运的铁路。这条铁路工程艰巨。现称为京包铁路，以前的京张段为北京至包头铁路线的首段。京张铁路是清政府排除英国、俄国等殖民主义者的阻挠，委派詹天佑为京张铁路局总工程师（后兼任京张铁路局总办）。