Николай тщательно изучил все предлагаемые проекты и уже через год началось строительство экспериментальной дороги от Петербурга до Царского села. А через 3 года, несмотря на возражения кабинета министров, он подписал указ о постройке железной дороги "Петербург-Москва".
Николаевская железная дорога на тот момент стала крупнейшей в мире - 649,7 км. Строительство обошлось в 67 млн. рублей - треть ежегодного бюджета Российской империи. Все 34 станции и оба вокзала были построены одним архитектором Константином Тоном. Это самое большое архитектурное сооружение в мире.
Колея железной дороги дороги была расширена по личному распоряжению императора на 89 миллиметров. Он позаботился, чтобы по железной дороге не смог проехать неприятель.