1851 год в истории России запомнился вводом в действие самого длинного на то время железнодорожного полотна протяженностью 604 версты (644 км) и как покажет потом история, она будет и старейшей дорогой, после Царскосельской. В 1855 г. после смерти императора Николая I дорога Петербург – Москва станет называться Николаевской, а еще позже - Октябрьской.

О строительстве железной дороги Петербург – Москва стали задумываться сразу после ввода железнодорожной ветки Санкт-Петербург — Царское Село.
В 1842г. Николай I издает Указ о строительстве дороги между двумя столицами и для этого учреждается специальный Комитет, начинают проводиться двухсторонние изыскания.
В результате изысканий было выдвинуто несколько вариантов прокладки пути. Суть их сводилась к тому, что ряд изыскателей считали выгодным проложить дорогу через города Новгород и Торжок, другая сторона предлагала маршрут на 30 км короче, без захода в эти города. Точку в спорах поставил Николай I, отдав предпочтение, краткому варианту пути.

В ходе дебатов был также решен вопрос, какую ширину колеи принять за основу, было принято – 1524 мм (5 футов), что больше европейских стандартов, и меньше той, что принял Герстнер для Царскосельской дороги, впоследствии она станет называться «русской». При строительстве это позволило сократить объем земляных работ.
Строительные работы начались в 1843г. и велись с двух сторон. Северная дирекция расположилась в Чудово, южная – в Вышнем Волочке, а затем в Твери.

Важнейшим моментом являлось сооружение земляного полотна шириной 9,5м для прокладки двухколейного пути, а также его укрепление против оползней.
Параллельно с земляными работами велось строительство зданий и сооружений, было построено: 8 больших и более 180малых и средних мостов, преимущественно на каменных опорах, порядка 20 путепроводов, круглые паровозные депо, 34 типовые станции ожидания - вокзалы, для Москвы и Санкт-Петербурга – по специальным проектам.

Следует также отметить, что между станциями фирмой Сименс была проложена наземная телеграфная линия, связь была налажена в 1852г., затем она стала воздушной.

На строительстве дороги было задействовано около 800 тысяч рабочих из разных волостей. Условия труда были очень тяжелыми, жили в шалашах и только немногие в бараках, дневная норма выработки была очень большой, за невыполнение и любую другую провинность налагался денежный штраф, подрядчики безбожно обманывали, заработать за сезон можно было до 35 рублей.

Выпуск подвижного состава наладил чугунолитейный завод возле Санкт-Петербурга, первый состав он изготовил в 1845г.

Пассажирский поезд состоял из паровоза с тендером, пяти пассажирскими вагонами и одного багажного. Вагоны для пассажиров выпускались трех классов. Вагоны первого класса были оснащены 14 удобными диванами на два человека, количество мест составляло 28. Во втором классе количество мест увеличивалось до 52, вместо диванов здесь уже были мягкие сидения с подлокотниками. В вагонах третьего класса на жестких и более узких скамьях размещалось 90 человек. Вагоны были утепленными, но не отапливались, полок для вещей, багажа не было, как и туалетов.

После официального открытия железной дороги, между двумя городами курсировало по два состава. Средняя скорость поезда была в пределах 40 км/ч. Расстояние в 644 км он проходил за 22 часа, включая время стоянок.