В 1836 г. Дж. Стефенсон организовал в Лондоне проектную контору, ставшую научно-техническим центром железнодорожного строительства. По чертежам Дж. Стефенсона и его сына Роберта строились паровозы, которые эксплуатировались не только в Великобритании, но и в других странах.
Роберт Стефенсон (1803—1859), английский инженер вместе с отцом Дж. Стефенсоном основал локомотивостроительные заводы (1823 г.), которые носили его имя. Р. Стефенсон построил железнодорожную линию Лондон—Бирмингем (1833 г.). Совместно с фирмой «Фейрбэйри и сыновья» строил мосты, в которых применялись трубчатые конструкции.
Франц Антон Герстнер (1793—1840), чешский инженер и предприниматель. В 1820-х гг. принимал участие в строительстве первой конно-железной дороги в Средней Европе (Ческе-Будеевице—Линц). Приглашенный в Россию в 1834 г. с целью начать строительство железных дорог Ф.А. Герстнер совершил поездку на Урал и Казань, преодолев путь в 4000 км. После возвращения из более длительной поездки по России подал Николаю I обстоятельную записку, в которой отмечал, что «... нет такой страны в мире, где железные дороги были бы более выгодны, чем в России, так как они дают возможность сокращать большие расстояния путем увеличения скорости передвижения».
В результате Ф.А. Герстнер учредил акционерное общество для постройки пригородной Царскосельской железной дороги, в котором важную роль играл также граф А.А. Бобринский, авторитетный и близкий к царскому двору сановник, в руках которого сосредоточивалась вся финансовая деятельность общества. Техническим руководителем строительства Царскосельской дороги был Герстнер. Окончательный проект был утвержден 21 февраля 1836 г., а официальное открытие состоялось 30 октября (11 ноября) 1837 г. Это была первая в России железная дорога общего пользования. На другой день «Санкт-Петербургские ведомости» писали: «Шестьдесят верст в час; страшно подумать... Между тем вы сидите спокойно, вы не замечаете этой быстроты, ужасающей воображение; только ветер свистит, только конь пышет огненною пеною, оставляя за собой белое облако пара. Какая же сила несет все эти огромные экипажи с быстротой ветра в пустыне; какая сила уничтожает пространство, поглощает время? Эта сила — ум человеческий...». И в этом немалая заслуга Ф.А. Герстнера.
Несмотря на положительный опыт работы Царскосельской линии, вопрос о строительстве железных дорог в России продолжал вызывать острую полемику. Требовалось научно обобщить опыт эксплуатации построенных рельсовых линий и доказать их экономическую эффективность. Особую роль в развитии железных дорог в России сыграл профессор Павел Петрович Мельников. Он, используя результаты командировки, наряду с глубокой эрудицией, знаниями и опытом, впервые разработал методику выбора основных технических параметров и дал научное технико-экономическое обоснование строительства Петербург-Московской железнодорожной магистрали.
Павел Петрович Мельников (1804—1880), русский инженер и ученый в области транспорта, почетный член Петербургской Академии наук (1858). В 1825 г. «первым по наукам» окончил Институт Корпуса инженеров путей сообщения и был оставлен для преподавательской работы, с 1833 г. профессор по курсу прикладной механики. Совместно с Н.О. Краф-том разработал проект железной дороги Петербург—Москва и с 1842 г. возглавлял Северную дирекцию по ее строительству. С 1862 г. — главноуправляющий, а в 1866—1869 гг. — министр путей сообщения, в 1870—1875 гг. — член Комитета железных дорог.
В середине 30-х годов XIX века впервые в России ввел в курс прикладной механики раздел о железных дорогах, а в 1835 г. издал первый теоретический труд на эту тему — «О железных дорогах». Эта и другие книги П.П. Мельникова долгие годы служили основными пособиями для подготовки специалистов в области железнодорожного транспорта. Участвовал в разработке теоретических основ проектирования и строительства железных дорог, в составлении предварительного проекта железных дорог Юга России. Выступал за развитие железных дорог и других видов транспорта по заранее разработанному плану. Воспитал большое число высококвалифицированных инженеров. На свои средства построил у станции Любань школу и интернат для детей низкооплачиваемых железнодорожников и дом для престарелых женщин, все личные сбережения завещал на содержание этих учреждений. В сквере у станции Любань установлен бюст П. П. Мельникову, на постаменте которого высечено: «Мельников Павел Петрович, 1804—1880. Автор проекта и строитель Петербург-Московской (Октябрьской) железной дороги и основоположник железнодорожной науки».
Николай Осипович Крафт (1798—1857), русский инженер, генерал-майор. В 1820 г. окончил Институт Корпуса инженеров путей сообщения в Петербурге, а с 1836 г. преподавал в этом вузе, принимал участие в разработке технического проекта Петербург-Московской железной дороги и сметы ее строительства, а в 1852—1855 гг. был начальником этой дороги. Совместно с П.П. Мельниковым и Н.И. Липиным разработал методы возведения железнодорожного земляного полотна в болотистой местности и технические условия на проектирование земляного полотна, верхнего строения, искусственных сооружений, станций этой дороги. Обосновал целесообразность применения пятифутовой (1524 мм) ширины колеи, ставшей нормальной колеей железных дорог страны.
30 января 1842 г. П.П. Мельникова и И.О. Крафта пригласили в Зимний дворец на аудиенцию с государем, а 1 февраля был подписан высочайший Указ о сооружении железной дороги С.-Петербург—Москва. Работы начались 1 августа 1842 г., руководство строительством было возложено на Главное управление путей сообщения и публичных зданий. Линия была разделена на два строительных участка: Петербург—Бологое (Северная дирекция) во главе с П.П. Мельниковым и Бологое—Москва (Южная дирекция) во главе с И.О. Крафтом. Причем обе дирекции представляли собой самостоятельные строительные управления. При всей сложности обстановки, возникающей в ходе работ, первая в России магистральная железная дорога между Петербургом и Москвой протяженностью 650 км и шириной колеи 1524 мм была построена. Официальное открытие ее состоялось 1(13) ноября 1851 г.
В 1862 г. П.П. Мельникова назначили главноуправляющим путями сообщения и публичными зданиями. Ему принадлежит разработка проекта первого плана сети путей сообщения. В проекте предусматривалось соединение рельсовыми путями Москвы с промышленными центрами страны, с портами на южных морях, создание транспортных связей между главными водными артериями и обеспечение вывоза каменного угля из Донбасса в Москву и Петербург. После обсуждения и доработки план рассмотрело правительство, и 23 апреля 1865 г. он был высочайше утвержден, получив силу закона.
В июне 1865 г. Главное управление путей сообщения и публичных зданий было преобразовано в Министерство путей сообщения, а первым министром утвержден П.П. Мельников. Министерство сосредоточило свое внимание на практическое осуществление плана создания сети железных дорог в России.
Совместно с П. П. Мельниковым работали на строительстве Петербург-Московской магистрали и над осуществлением плана создания сети железных дорог в России выдающиеся специалисты, такие как СВ. Кербедз и Д.И. Журавский.
Станислав Валериапович Кербедз (1810—1899), русский инженер-мостостроитель, почетный член Петербургской Академии наук (1858 г.). Окончил Институт Корпуса инженеров путей сообщения в Петербурге (1831 г.). Автор проекта и строитель арочного чугунного моста (ныне мост лейтенанта Шмидта) — первого постоянного моста через реку Неву в Петербурге (1842—1850 гг.). По проекту СВ. Кербедза построены также металлический железнодорожный мост через реку Лугу (1853—1857 гг.) и городской мост через реку Вислу в Варшаве (1858—1866 гг.). В 1859 г. впервые исследовал сравнительную прочность заклепочных соединений с просверленными и пробитыми отверстиями. СВ. Кербедзу принадлежит видная роль в развитии конструктивных форм металлических мостов.
Дмитрий Иванович Журавский (1821—1891), русский ученый и инженер, специалист в области мостостроения и строительной механики. По окончании в 1842 г. в Петербурге Института Корпуса инженеров путей сообщения участвовал в изысканиях и проектировании железной дороги между Петербургом и Москвой. Впервые разработал теорию расчета многорешетчатых деревянных ферм с железными тяжами (так называемых ферм Гау), использовав ее при проектировании мостов через реки Веребья, Волга, Волхов и др. Исследования Д.И. Журавского дали возможность сооружать и безотказно эксплуатировать раскосные фермы пролетом до 60 м (прежние размеры таких ферм назначались эмпирически, вследствие чего происходили обрушения построенных мостов).
Всего в период с 1843 по 1851 г. на дороге было построено 184 моста и 19 путепроводов. Все мосты, спроектированные и построенные на Петербург-Московской магистрали под руководством Д.И. Журавского, оказались необыкновенно прочными и простояли свыше 35 лет, так как свои теоретические расчеты он всегда проверял опытами, в частности, широко использовал испытания на моделях. Д.И. Журавский впервые в 1855 г. предложил метод определения касательных напряжений в изгибаемых балках и установил наличие в стенках балок косых усилий (главных напряжений). Будучи директором Департамента железных дорог (1877—1889 гг.) Д.И. Журавский осуществил ряд мероприятий по увеличению их провозной способности. В память о выдающемся ученом 9 февраля 1897 г. в Петербургском государственном университете путей сообщения железнодорожники установили бюст, с надписью на медной доске: «Дмитрий Иванович Журавский. 1821—1891. Создатель расчета раскосных ферм и теории скалывания при изгибе. Знаменитый строитель мостов. Железнодорожный администратор».