詹天佑自光绪七年（1881）回国后，直到光绪十四年（1888）才有机会用其所学，从此，他为中国铁路建设事业披荆斩棘，奋斗终生。 　　河北开平煤矿因运煤需要，于光绪七年（1881）建成唐山至胥各庄全长约9公里的唐胥铁路，这是中国第一条正式用于运输的铁路，以后由此路两端逐步展筑成关（山海关）内外的干线铁路。詹天佑在建筑这条大干线及其支线的过程中，开始崭露头角。 　　光绪十三年（1887），唐胥铁路通车至芦台（即唐芦铁路）后，因沿海水兵用煤需要，清廷海军总理衙门奏准将其继续展修至天津。为此，将开平矿务局铁路公司改组为中国铁路公司，设于天津，由伍廷芳任总理，英国人金达（C.W.Kinder）任总工程师。光绪十四年（1888），经留美学生邝景阳（孙谋）向伍廷芳推荐，中国铁路公司遂聘请詹天佑任其帮工程师。于是，詹天佑离开广州，北上天津。此时中国铁路公司正紧张地忙于修筑塘沽至天津的铁路，詹天佑到任后，被分派到此段工地负责铺轨任务。这是詹天佑献身中国铁路事业的开始。他充分发挥筑路专长，指挥作业，塘津铁路全长40多公里，仅在80天内就完成全部铺轨工程。直隶总督李鸿章亲往查验，认为线路“平稳坚实”。因此，唐山至天津的铁路，于是年九月初五日提前竣工通车。 　　唐津铁路通车，收益显著，于是继续向东展修。在总工程师金达率领下，詹天佑总是被派往最艰苦的工段。光绪十五年（1889）勘测唐山至古冶的铁路，十七年（1891）建成通车。 　　光绪十八年（1892），古冶至滦县铁路建成通车。光绪十九年（1893） 　　是关内铁路滦县至山海关段的修筑时期，其中的滦河大桥是这段路的关键工程。这是一座2000余英尺长（合617米）的17孔钢桥（其中跨长200英尺者5孔，100英尺者10孔，30英尺者2孔），共有桥墩16座，桥台2座，工程相当艰难。金达先后聘请英国工程师喀克斯（Cox）以及日本和德国的工程师来承担这项工程，但结果都失败了。因为滦河水流湍急，桥基所在的河床流沙层甚厚，所设桥墩几次遭洪水冲毁，致使工期难以保证。后来金达将这一难题交给詹天佑去试行解决。詹天佑调查分析了滦河水流及河床地质情况，经过缜密的测量后，决定改变桥址，并在桥墩施工中引进当时的最新技术——气压沉箱法，并结合中国传统的打桩方法施工，结果一举成功。当16座基础桥墩露出水面后，钢梁架设、铺轨工程顺利完成。次年，滦县至山海关铁路迅速建成通车，至此，关内铁路竣工。 　　滦河大桥的建成，不只保证了关内铁路如期建成，詹天佑及时运用最先进科学技术的筑路才能，也引起国际学术界的关注。光绪二十年（1894），他当选为英国土木工程师学会会员（MICE），是为中国工程师被选为国际学术团体会员的第一人。 　　关内铁路通车后，继续向关外展筑。光绪二十年（1894）甲午战争爆发，关外段工程只筑至出关数十里的中后所（今辽宁绥中）即被迫停工。甲午战争后，中国被迫签订了割地赔款的《马关条约》，帝国主义列强侵略瓜分中国的危机进一步加深。铁路修筑，是列强在中国争夺和巩固势力范围的重要手段，此后，列强在华投资，争夺铁路修筑权的斗争更趋激烈。 　　光绪二十一年（1895），津卢铁路开工，詹天佑奉调修筑该路，率队测量线路，并提出报告，但未被有关方面采纳①。由于清廷软弱无能，不仅大举外债，而且重用外国工程师，致使学有专长的詹天佑久居人下，英雄无用武之地，只能以帮工程师身份参加该路修筑工作。 　　光绪二十四年（1898），清廷决定恢复从山海关至沈阳的关外段铁路工程，并先完成锦州段工程。当时有关官吏，因恐怕雇用外国工程师勘测线路会激起民变，故不得不起用詹天佑。于是詹天佑被调任山海关至锦州段的驻段工程师。奉天将军曾祺为使铁路早日通车，破例保荐詹天佑升为关内外铁路帮办，委以大权。詹天佑负责主持锦州段铁路的修筑任务，其工程相当艰巨。它包括锦州铁路和营口支线两部分。前者自绥中向东展筑，经锦州至新民屯，沿线需建大小桥梁90余座，其中六股河大桥25孔（跨长100英尺者24孔，60余英尺者1孔）、大凌河大桥24孔（每孔跨长100英尺）；线路还要跨越干柴岭山沟，沟深48英尺，长1英里，石质坚硬。后者自沟帮子修至营口的支线，全长73公里，沿途地势低洼、水质含碱量大，不宜饮用和作机车用水，为此，需建数座水塔和蓄水池，以引辽河淡水储蓄备用。这些都加大了修路难度。詹天佑精心勘测筹划，日以继夜，深入工地，指挥修筑。工程虽然艰巨，但进展较快，光绪二十五年（1899）关外铁路通车至锦州，次年通车至大虎山，营口支线也全部通车，仅大虎山至新民屯一段尚未完工。正当此时，八国联军攻人北京，关内外铁路被英、俄两军占领而被迫停工，筑路人员只好撤出工地。 　　关外铁路停工后，詹天佑于光绪二十七年（1901）应盛宣怀和铁路总公司聘约南下，主持恢复萍醴铁路工程。在督修中，他坚持用4英尺8寸半（1.435米）的标准轨距进行修筑，使全国铁路轨距统一，以便互相连接，使运输畅通。萍醴铁路于光绪二十九年（1903）竣工通车。此后该路展筑至株洲，成为连接湖南江西、浙江等省铁路干线的组成部分。 　　关内外铁路被英俄两国占领后，清廷任命袁世凯为关内外铁路督办大臣，胡燏棻为会办，负责与英俄交涉，收回所侵占的铁路。光绪二十八年（1902）八月，詹天佑奉命离开了萍醴铁路工地，返回关外，接收被俄国强占的关外铁路。以往詹天佑主持修建的线路、桥梁、机车等，由于帝国主义者的践踏此时大多已经损坏，尤其是车辆遭受的破坏极为严重。詹天佑抓紧时间，日夜抢修，仅用了不到两个月的时间，就使关外铁路恢复通车了。是年，詹天佑的官阶，由报捐而得的选用州同升为候选同知。 　　光绪二十八年（1902）秋，清廷宣布于次年春季拜谒西陵。为便于慈禧太后等人“御驾”往来，决定从河北新城县高碑店到易县良各庄修筑一条新易铁路（也称西陵铁路），全长43公里，限期六个月完成，并拨官银60万两作为筑路费用，由直隶总督兼关内外铁路督办大臣袁世凯主管筑路之事。他原拟把工程交给英人金达主持，法国公使闻讯起而抗争，认为卢汉铁路是用法国借款修筑的，新易线系其支线，坚持要由法国工程师来设计建造，英法两国为争夺筑路权而相持不下。在无可奈何情况下，袁世凯只好放弃任用外国工程师的打算，改任詹天佑为新易铁路总工程师。詹氏仓促受命，经过周密策划，于是年十一月动工，次年三月谒陵前竣工。这是中国人完全依靠自己的力量修建的第一条铁路。 　　①《进呈粤海图说折》，见《张文襄公全集·奏议二七》卷27。 　　光绪二十九年（1903）三月，慈禧等乘坐火车谒祭西陵后，甚为满意，对詹天佑和司机进行嘉奖，将其乘坐的火车车箱中的全部陈设品作奖品，奖给詹天佑。詹天佑认为，此路建成是众人之功，非一人所为。因此，他只取其中一个小座钟作为建路纪念，其余则都分给筑路员工。此后，清廷又奖励承造新易铁路出力人员，以“候选同知詹天佑，曾在外洋学习工程专门多年，为中国工程中杰出之才，此次承修路工，正值隆冬天气，措手綦难，该员不避艰辛，督率各匠役勤奋趋事，得以迅速竣工，而用费亦极节省，实属异常出力”。而“提升为选用知府”①，其余出力承修路工及官员均获奖励和提升。光绪三十年（1904），铁路督办大臣盛宣怀聘请詹天佑为中国铁路总公司（设事务所于上海）工程顾问，以协助筹划卢汉、沪宁、粤汉等南北干线铁路。 　　自1888—1905年间，詹天佑除了1901年奉命督修萍醴铁路外，主要参与修建关内、关外铁路及营口支线，共长940余公里。尤其是新易路的建成，极大地鼓舞了中国人自力修建铁路的勇气和信心，詹天佑也因独立设计和主持修成这条铁路而蜚声全国，这些都为他日后主持京张铁路工程创造了条件。 　　①1896年2月15日，詹天佑致诺索布夫人的信。